22 junio 2005

 

Las velas solares y el viento solar (y 4)


Para finalizar, el diario de Anson, que lo cuenta bastante bien. De un modo sencillo, pero aportando más información.

Noticia publicada en La Razón

¿Cómo es posible viajar a las estrellas sin motor? El fotón impacta contra una superficie reflexiva y cede su energía dos veces, en el impacto y al salir rebotado, como «cuando se arroja una bola contra una pared», dice la Sociedad Planetaria, valedora del proyecto, en una nota. El impacto de incontables fotones es el que impulsa la nave. El «Cosmos 1» orienta los paneles para ir más rápido o lento, como si fuera un velero impulsado por el viento, aunque sea por la luz del Sol, e irá subiendo, colocándose a una órbita cada vez más alta.

Que la luz ejerce una «presión» sobre las superficies fue algo que descubrió el gran físico James Clerk Maxwell en el siglo XIX. Pero incluso los veleros solares han estado presentes más en ciencia ficción que en la mente de los ingenieros espaciales.

Cuanto mayor sea la superficie del velero, mayor será la aceleración. Las velas del «Cosmos 1» taparían un campo y medio de baloncesto, aunque la aceleración es muy lenta, la veinteava parte de un milímetro por segundo cada segundo. «Tratamos de demostrar que la tecnología funciona», aseguraba ayer a Reuters Emily Lakdawalla, directora de operaciones, desde California.

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La fuerza que empuja a la nave se puede estimar del siguiente modo:

F = P·(1+e)·A


donde:

F: fuerza

P: presión de radiación, proporcional a la intensidad de la radiación (que fluctúa dependiendo de los ciclos solares, pero que tiene un valor medio, en las proximidades de la Tierra de 1370 w/m2) e inversamente proporcional a la velocidad de la luz.

A: superficie iluminada, que dependerá de la orientación de los paneles respecto al Sol.

e: coeficiente de reflectividad (e=1 para una superficie totalmente reflectante, de ahí el comentario de que el fotón cede su energía dos veces a la superficie reflexiva)

Según los datos aportados en el artículo y tomando:

I = 1370 w/m2
c = 3·E8 m/s

P = I/c = 4.56·E-6 N/m2

A = 1.5·(15·25) = 563 m2

(Un campo y medio de baloncesto, según las medidas de wikipedia)

Fuerza F = 5.14·E-3 N

Si la nave pesa, como dicen en el artículo, un centenar de kilos, la aceleración que se produce es:

a = 0.00514/100 = 0.0514 mm/s2

La noticia habla de "la veinteava parte de un milímetro por segundo cada segundo", es decir, de 0.05 mm/s2, lo que no está nada mal, visto lo visto.
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Ver también Las velas y el viento solar
Ver también Las velas y el viento solar (2)
Ver también Las velas y el viento solar (3)


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