Científicos de las universidades de Brown y TU Delft han creado un innovador método para diseñar y producir membranas extremadamente delgadas y reflectantes destinadas a las velas solares espaciales.
En el vacío espacial, este material puede ser propulsado por la luz de manera similar a cómo el viento impulsa a un velero. Las velas solares podrían disminuir drásticamente el tiempo necesario para viajar a estrellas próximas de varios milenios a solo unas pocas décadas con los sistemas de propulsión actuales.
Desde que fue lanzada en 1977, la sonda Voyager 1 de la NASA ha viajado más de 24.000 millones de kilómetros en el espacio exterior. Aunque es una distancia impresionante, no alcanza ni el 1% del camino hacia Alfa Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol. Para realizar envíos humanos a las estrellas, los viajes espaciales necesitan ser considerablemente más rápidos.
En una publicación en Nature Communications, los investigadores presentan una membrana para vela ligera que mide 60 milímetros de ancho y largo, pero con un espesor de apenas 200 nanómetros, mucho menos que el grosor de un cabello humano.
La membrana está diseñada con un complejo patrón de miles de millones de nanoagujeros que contribuyen a disminuir su peso y aumentar su capacidad de reflexión, mejorando así su potencial de aceleración.
"Hemos desarrollado un nuevo grabado a base de gas que nos permite retirar con delicadeza el material debajo de las velas, dejando solo la vela", señaló Richard Norte, profesor asociado en la TU Delft, en una declaración. "Si las velas se rompen, lo más probable es que sea durante la fabricación. Una vez suspendidas, las velas son bastante robustas. Estas técnicas se han desarrollado exclusivamente en la Universidad Tecnológica de Delft".
La producción de este diseño mediante métodos convencionales habría sido muy costosa y habría tomado hasta 15 años, según los investigadores. No obstante, con las técnicas de Norte, la fabricación se completó en aproximadamente un día y resultó ser miles de veces más barata.
El resultado es una membrana que, de acuerdo con los investigadores, posee la relación de aspecto más alta (largo en centímetros pero grosor en nanómetros) de cualquier diseño de vela de luz hasta ahora. Los investigadores esperan que sus métodos no solo faciliten la llegada a las estrellas, sino que también expandan los límites de la ingeniería a nanoescala.
Este estudio representa un avance importante hacia metas como las de la Iniciativa Starshot Breakthrough, creada por el empresario Yuri Milner y el fallecido físico Stephen Hawking, que busca usar láseres terrestres para impulsar cientos de velas solares de tamaño métrico que lleven naves del tamaño de un microchip. Este nuevo diseño podría escalarse a tamaño métrico fácilmente y a un costo accesible, según los investigadores.
