La nave espacial Crowdfunded LightSail 2 se prepara para navegar a la luz del sol

La nave espacial Crowdfunded LightSail 2 se prepara para navegar a la luz del sol

Entre los muchos las naves espaciales y los satélites que ascienden al espacio en el lanzamiento del Falcon Heavy del lunes, el LightSail 2 de la Planetary Society puede ser el más interesante. Si todo va bien, una semana después del lanzamiento, se moverá a través del espacio, lentamente, pero seguramente, solo por la fuerza que ejerce la luz solar sobre él.

LightSail 2 no tiene motores que funcionan con energía solar, ni utiliza energía solar o calor para algún propósito secundario; literalmente será propulsado por la fuerza física de los fotones que golpean su inmensa vela brillante. No te preocupes del viento solar, eso es algo completamente diferente.

Es una idea, explicó el CEO de Planetary Society y reconoció que Science Guy Bill Nye dijo en una llamada de prensa antes del lanzamiento, que se remonta a siglos.

“Realmente se remonta a los 1600”, dijo; Kepler dedujo que una fuerza del sol debe causar colas de cometas y otros efectos, y “especuló que las personas valientes algún día navegarían en el vacío”.

Así podrían, ya que los astrónomos e ingenieros más recientes han reflexionado sobre la posibilidad más seriamente.

“Me presentaron a esto en la década de 1970, en la era disco. “Estaba en la clase de astronomía de Carl Sagan … wow, hace 42 años, y él habló sobre la navegación solar”, recordó Nye. “Me uní a la Sociedad Planetaria cuando se formó en 1980, y hemos estado hablando de velas solares por aquí desde entonces. Es realmente una noción romántica que tiene tremendas aplicaciones prácticas; Hay solo unas pocas misiones para las que las velas solares son absolutamente ideales “.

Estas serían principalmente misiones a largo plazo, en órbita media, en las que una nave necesita permanecer en una órbita similar a la Tierra, pero aún así se encuentra a poca distancia del planeta de origen o, en el futuro, misiones de larga distancia en las que las misiones son lentas y largas. La aceleración constante del sol o un láser sería más práctica que otro método de propulsión.

Perfil de la misión

Los ojos de águila entre ustedes pueden haber visto el “2” en el nombre de la misión. LightSail 2 es de hecho el segundo de su tipo; el primero se lanzó en 2015, pero no se planeó que fuera algo más que un despliegue de prueba que se quemaría después de una semana más o menos.

Esa misión tuvo algunos contratiempos, ya que la vela no se desplegó en toda su extensión y una falla de la computadora comprometió las comunicaciones con la nave. No estaba destinado a volar a través de la navegación solar, y no lo hizo.

“Enviamos el CubeSat, revisamos la radio, las comunicaciones, la electrónica en general, y desplegamos la vela y obtuvimos una imagen de esa vela desplegada en el espacio”, dijo la Directora de Operaciones Jennifer Vaughn. “Eso fue puramente una prueba de despliegue; No tuvo lugar la navegación solar “.

La propia nave espacial, menos la vela, por supuesto.

Pero allanó el camino para su sucesor, que será Intenta esta fantástica forma de transporte. Otras embarcaciones lo han hecho, sobre todo la misión de IKAROS de JAXA a Venus, que era un poco más grande, aunque como señalaron los creadores de LightSail 2, no era tan eficiente como su artesanía y tenía una misión muy diferente.

La nueva nave espacial, cargada en un recinto 3U CubeSat, que es aproximadamente del tamaño de una barra de pan, se está llevando a cuestas en una carga útil de la Fuerza Aérea que se eleva a una altitud de unos 720 kilómetros. Allí se separará y flotará libremente durante una semana para alejarse del resto de la carga útil que se libera.

Una vez que esté seguro por sí solo, se disparará desde su nave y comenzará a desplegar la vela. De ese paquete del tamaño de una barra emergerá una extensión de mylar reflectante con un área de 32 metros cuadrados, aproximadamente del tamaño de un ring de boxeo.

Dentro del cuerpo de la nave espacial también se encuentra lo que se llama una rueda de reacción, que puede girar o desacelerarse para impartir la fuerza opuesta a la nave, lo que hace que cambie su actitud en el espacio. Mediante este método, LightSail 2 se orientará continuamente para que los fotones que lo golpean lo propulsen en la dirección deseada, empujándolo hacia la órbita deseada.

Motor de 1 HP.

El empuje producido, explicó el equipo, es muy pequeño, como cabría esperar. Los fotones no tienen masa, pero sí tienen (de alguna manera) impulso. No mucho, sin duda, pero es mayor que cero, y eso es lo que cuenta.

“En términos de la cantidad de fuerza que la presión solar va a ejercer sobre nosotros, está en el nivel de micronewton”, dijo el gerente de proyectos de LightSail, Dave Spencer. “Es muy pequeño en comparación con la propulsión química, muy pequeño incluso en comparación con la propulsión eléctrica. Pero la clave para la navegación solar es que siempre está ahí “.

“Tengo muchos números que amo”, dijo Nye, y detallé uno de ellos: “Son nueve micronewtons por metro cuadrado. Así que si tienes 32 metros cuadrados obtendrás unos cien micronewtons. No parece mucho, pero como señala Dave, es continuo. Una vez que un motor de cohete se detiene, cuando se queda sin combustible, se hace. Pero una vela solar recibe un empuje continuo día y noche. Espera … “(Luego discutió consigo mismo sobre si experimentaría la noche, lo hará, como se ve en la imagen de abajo).

Bruce Betts, científico jefe de LightSail, intervino también para hacer que los números sean más fáciles de relacionar: “La fuerza total en la vela es aproximadamente igual al peso de una mosca doméstica en tu mano sobre la Tierra”.

Sin embargo, si agregó otra mosca cada segundo durante horas, muy pronto tendrá una aceleración considerable. Esta misión tiene el propósito de averiguar si podemos capturar esa fuerza.

“Estamos muy entusiasmados con este lanzamiento”, dijo Nye, “porque vamos a llegar a una altitud lo suficientemente alta como para alejarnos de la atmósfera, lo suficiente como para poder construir energía orbital y tomar Algunas, espero, imágenes inspiradoras ”.

Segunda embarcación, igual (en su mayoría) que la última.

El Lightsail que sube esta semana tiene algunas mejoras con respecto a la última, aunque en general es casi lo mismo, y eso es un arte relativamente simple y barato, según el equipo. Según Spencer, Spencer señaló que la financiación colectiva y las donaciones en la última década han proporcionado bastante dinero para llevar a cabo este proyecto, pero aún es solo una pequeña fracción de lo que la NASA podría haber gastado en una misión similar.

“Esta misión va a ser mucho más robusta que la anterior LightSail 1, pero como dijimos anteriormente, la hace un pequeño equipo”, dijo. “Hemos tenido un presupuesto muy pequeño en relación con nuestros homólogos de la NASA, probablemente 1/20 del presupuesto que tendría una misión similar de la NASA. Es una nave espacial de bajo costo “.

Imagen anotada de LightSail 2 cortesía de Planetary Society.

Pero las mejoras están destinadas específicamente a abordar los principales problemas encontrados por el predecesor de LightSail 2.

En primer lugar, la computadora interna ha sido mejorada para ser más robusta (aunque no endurecida por radiación) y se le ha dado la capacidad de detectar fallas y reiniciar si es necesario; no tendrán que esperar, como sucedió con LightSail 1, para un cósmico aleatorio. Ray para golpear la computadora y provocar un “reinicio natural”. (Sí, en serio).

El despliegue de la propia vela también ha mejorado. El anterior solo se extendió a aproximadamente el 90 por ciento de su ancho total y no se pudo ajustar después del hecho. Posteriormente, se han realizado pruebas, me dijo Betts, para determinar exactamente cuántas revoluciones debe realizar el motor para extender la vela al 100 por ciento. No solo eso, sino que también han puesto marcas en los brazos o varillas que se extienden, lo que ayudará a verificar dos veces cómo se ha desarrollado el despliegue.

“También tenemos la capacidad en órbita, si parece que no está completamente extendida, podemos extenderla un poco más”, dijo.

Una vez que todo está ahí fuera, es un territorio inexplorado. Nadie ha intentado hacer este tipo de misión, ni siquiera IKAROS, que tenía un perfil de vuelo totalmente diferente. El equipo espera que sus sensores y software estén a la altura de la tarea, y debería quedar claro si ese es el caso a las pocas horas de desplegar la vela.

Por supuesto, todavía es principalmente un experimento, y lo que el equipo aprende de esto lo pondrán en cualquier futura misión LightSail que intenten, pero también lo compartirá con la comunidad de vuelos espaciales y otros que intentan navegar a la luz del sol.

“Todos nos conocemos y todos compartimos información”, dijo Nye. “Y realmente lo es, lo he dicho todo lo que puedo, es realmente emocionante volar esto por fin”. Es casi el 2020 y hemos estado hablando de ello durante 40 años. Es muy, muy genial “.

LightSail 2 se lanzará a bordo de un SpaceX Falcon Heavy no antes del 24 de junio. Observe el sitio para conocer las últimas noticias y un enlace a la transmisión en vivo cuando sea casi la hora de despegar.


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