La Nasa está desarrollando nuevas estructuras desplegables y tecnologías de materiales para sistemas de propulsión con velas solares destinados a futuras misiones de bajo costo al espacio profundo. Al igual que un velero se impulsa con el viento en una vela, las velas solares utilizan la presión de la luz solar para la propulsión, eliminando la necesidad de combustible convencional para cohetes.
La demostración de tecnología del Sistema Avanzado de Vela Solar Compuesta (ACS3) de la Nasa utiliza materiales compuestos (o una combinación de materiales con diferentes propiedades) en sus novedosos y ligeros brazos que se despliegan desde un CubeSat. Los datos obtenidos del ACS3 guiarán el diseño de futuros sistemas de velas solares compuestas a mayor escala que podrían usarse para satélites de alerta temprana del clima espacial, misiones de reconocimiento de asteroides cercanos a la Tierra o relés de comunicaciones para misiones de exploración tripuladas.
El objetivo principal de la demostración de tecnología ACS3 es el despliegue exitoso de la vela solar de brazo compuesto en órbita terrestre baja. Actualmente desplegada, los cuatro brazos de la vela abarcan las diagonales del cuadrado y miden unos siete metros de largo. La vela solar de forma cuadrada mide aproximadamente nueve metros por lado, o aproximadamente el tamaño de un apartamento pequeño. Un conjunto de cámaras digitales a bordo continúa obteniendo imágenes de la vela para evaluar su forma y alineación y para comprender mejor cómo funcionó la demostración de tecnología de brazo.
Actualmente orbitando la Tierra, el ACS3 puede verse de noche desde muchos lugares del mundo. La campaña SpotTheSail de la Nasa está disponible a través de la aplicación de la Nasa en plataformas móviles y se puede usar para averiguar cuándo será visible la nave espacial en la ubicación de un usuario.
Las velas del ACS3 están sujetas y conectadas a la nave espacial por botavaras, que funcionan de forma muy similar a la botavara de un velero, que se conecta a su mástil y mantiene la vela tensa. Las botavaras compuestas están hechas de un material polimérico que es flexible y está reforzado con fibra de carbono. Este material compuesto se puede enrollar para un almacenamiento compacto, pero sigue siendo fuerte y ligero cuando está desenrollado. También es muy rígido y resistente a la flexión y la deformación debido a los cambios de temperatura.
Las velas solares pueden funcionar indefinidamente, limitadas únicamente por la durabilidad de los materiales de las velas solares y los sistemas electrónicos de la nave espacial en el entorno espacial. La demostración de la tecnología del ACS3 también probará un innovador sistema de extracción de botavaras con carrete de cinta diseñado para minimizar el atasco de las botavaras enrolladas durante el despliegue.
El interés por la navegación solar como alternativa a los sistemas de propulsión química y eléctrica sigue aumentando. El uso de la luz solar para propulsar naves espaciales pequeñas en lugar de combustibles consumibles resultará ventajoso para muchos perfiles de misión y ofrece flexibilidad en el diseño de naves espaciales para ayudar a la Nasa a cumplir los objetivos de sus misiones de la manera más eficiente.
