Una nueva tecnología para propulsar naves espaciales usando una “vela” empujada por la luz ha pasado una prueba inicial, con un dispositivo que permanece centrado hacia un rayo láser en la Tierra.
Se trata de una vela que utiliza rejillas difractivas para generar fuerzas laterales, que podrían mantenerla alineada con el rayo láser o permitir que se dirija hacia un objetivo.
Para alcanzar en 20 años el exoplaneta más cercano, Próxima Centauri b, con un dispositivo así es necesario conseguir una velocidad equivalente a un 20 por ciento la de la luz y un haz láser de 100 gigavatios.
La propulsión basada en láser puede lograr una aceleración mucho mayor que la propulsión basada en energía solar, pero una preocupación es que la vela puede desviarse de la alineación con el rayo láser.
El equipo de Grover Swartzlander –del Instituto de Tecnología de Rochester– ha ideado una forma de mantener la alineación utilizando rejillas de difracción. En lugar de reflejar la luz láser, su vela transmite la luz en ángulo. La luz desviada ejerce tanto una fuerza hacia adelante para impulsar la vela como una fuerza lateral para mantenerla alineada.
Para demostrar esta capacidad de alineación, el equipo construyó una vela de un centímetro de ancho que consta de dos rejillas una al lado de la otra. Cada rejilla estaba compuesta de cristales líquidos nemáticos contenidos en una lámina de plástico y dispuestos en un patrón periódico. El patrón del lado izquierdo desvió la luz hacia la derecha, mientras que el patrón del lado derecho desvió la luz hacia la izquierda.
Los investigadores colocaron la vela en una configuración sensible de medición de fuerza y apuntaron un rayo láser al centro de la vela. Cualquier desplazamiento hacia la izquierda o hacia la derecha de la vela resultó en una fuerza de re-centrado a escala nanonewton que hizo que la vela volviera a alinearse con el haz.
Swartzlander dice que las rejillas de cristal líquido son más simples y rentables que otras soluciones de centrado de velas, como los metamateriales nanofabricados que serían prohibitivamente costosos de producir a gran escala para una vela ligera, informa la American Physics Society.
El uso de cristales líquidos también tiene la ventaja de que el patrón de rejilla se puede cambiar con una señal eléctrica, de modo que con diseños futuros, uno podría dirigir una vela, tal como un piloto dirige un avión. Este control podría funcionar incluso cuando la fuente de luz es la luz solar en lugar de un rayo láser.
Swartzlander se imagina usando una vela ligera difractiva en una misión al Sol o un asteroide. Sin embargo, propone que la tecnología se pruebe primero en la Estación Espacial Internacional o en un pequeño satélite en órbita terrestre.
Fuente: EP