1. Fotones solares y presión: Cuando la luz del sol llega a la vela solar, compuesta de un material reflectante, los fotones transmiten impulso. Cuando se refleja la luz del sol, este cambio de impulso transfiere presión a la superficie de la vela. Esta presión puede generar fuerza suficiente para impulsar la nave espacial a través del espacio.
2. Conservación del impulso: El principio clave que subyace a las velas solares es la conservación del impulso. Es necesario conservar el impulso de los fotones reflejados en la superficie de la vela. Entonces, cuando un solo fotón golpea la vela y se refleja, transfiere una pequeña cantidad de impulso a la nave espacial, lo que hace que gane un ligero aumento en velocidad.
3. Velas grandes y ligeras: Las velas diseñadas para la navegación solar son extremadamente delgadas y livianas para maximizar la superficie reflectante y minimizar su masa total. Están hechos de películas delgadas de materiales como Mylar aluminizado o incluso Kapton recubierto de oro para una mejor reflectividad. La gran superficie garantiza que se aproveche eficazmente suficiente luz solar.
4. Fuerza continua y sin propulsor: A diferencia de la propulsión de cohetes convencional, que requiere quemar combustible y expulsar masa para impulsarla, las velas solares logran una propulsión continua sin ningún propulsor. Una vez que la nave espacial recibe un impulso inicial y despliega su vela solar, depende únicamente de la transferencia de impulso de la luz solar reflejada.
5. Control mediante la orientación de la vela: A diferencia de la Tierra, donde la presencia de aire requiere diseños especializados como perfiles aerodinámicos para las alas, las velas solares funcionan en el vacío del espacio donde no se requieren alas. Controlar la orientación de la vela puede alterar las fuerzas de presión de la radiación solar para cambiar la trayectoria y la velocidad de la nave espacial.
6. Aceleración de bajo empuje: Debido a que la aceleración que experimentan las velas solares debido a la presión de la radiación solar es relativamente pequeña, la navegación solar depende de una propulsión larga y continua a lo largo del tiempo para acumular velocidades significativas.
7. Misiones potenciales: La tecnología de velas solares ha despertado un interés considerable para misiones de larga duración, como misiones de sondas solares destinadas a estudiar el Sol y misiones diseñadas para visitar cometas o asteroides ubicados a grandes distancias heliocéntricas, donde las técnicas de propulsión tradicionales no son tan eficientes.
En general, la tecnología de velas solares aprovecha la energía de la luz solar para lograr propulsión en el espacio sin necesidad de transportar propulsores, lo que lleva a misiones sin propulsores con aceleración eficiente a largo plazo. Esta forma única de propulsión es prometedora para la exploración avanzada y el potencial para misiones que alcancen las regiones más exteriores de nuestro sistema solar o incluso el espacio interestelar.
