Una espectacular vela solar

En un inesperado revés de la suerte, la nave espacial NanoSail–D (NanoVela–D, en idioma español), de la NASA, ha logrado desplegar una reluciente lámina compuesta por un material de la era espacial, a 650 km de altitud sobre la Tierra. Esta es la primera vela solar en dar la vuelta a nuestro planeta.

"¡Estamos surcando el espacio con una vela solar!", dice Dean Alhorn, quien es el investigador principal de la NanoSail–D, en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ubicado en Huntsville, Alabama. "Este es un logro monumental". Durante el pasado mes y medio, la NanoSail–D estuvo atorada dentro de su nave nodriza, el satélite FASTSAT (Fast, Afforable, Science and Technology SATellite, en idioma inglés, o Satélite de Ciencia y Tecnología Rápida y Asequible, en idioma español). El FASTSAT fue lanzado en noviembre de 2010 con la NanoSail–D y otros cinco experimentos ubicados a bordo. Ya sobrevolando la Tierra, un resorte debía empujar la sonda, la cual tiene el tamaño de una caja de zapatos, hacia una órbita propia con espacio para desplegar la vela. Pero cuando llegó el gran momento, la NanoSail–D se atoró.

"No pudimos salir del FASTSAT", dice Alhorn. "Fue desgarrador. Esta era una derrota más en la larga y problemática historia de las velas solares".

Los miembros del equipo comenzaron a perder las esperanzas mientras transcurrían las semanas y la NanoSail–D seguía, tercamente e inexplicablemente, localizada a bordo de su nave nodriza. Parecía que la misión había llegado a su fin antes de comenzar.

Y entonces llegó el 17 de enero. Por razones que los ingenieros aún no terminan de comprender, la NanoSail–D se eyectó espontáneamente. Cuando Alhorn entró a la sala de control y vio los datos de telemetría en la pantalla, dijo que "no podía creer lo que veía. ¡Nuestra nave estaba volando, libre!"

El equipo reclutó rápidamente a los aficionados de radio Alan Sieg y Stan Sims, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, con el fin de intentar localizar la señal de la radiobaliza que emitía la NanoSail



"Ocurrió en el momento preciso", dice Sieg. "La NanoSail–D estaba por pasar por arriba de Huntsville, de manera que la oportunidad de ser los primeros en escuchar y decodificar la señal era irresistible".

Un poco antes de las 5 pm (Hora del Centro), escucharon una débil señal. Mientras la nave surcaba el cielo por encima de sus cabezas, la señal se volvió más intensa y los operadores lograron decodificar el primer paquete. La NanoSail–D estaba vivita y coleando.

"Habría que haber bajado a Dean del techo con una escalera. Saltaba de alegría como un padre primerizo", dice Sieg.

El momento más impresionante, sin embargo, estaba por llegar: la NanoSail–D aún debía desplegar su vela solar. Esto ocurrió el 20 de enero a las 9 pm (Hora del Centro).

Activado por un temporizador ubicado a bordo, un cable quemador cortó la línea de pesca de alrededor de 22kg (50 libras) que mantenía cerrados los paneles de la nave espacial; un segundo cable quemador liberó los brazos. En cuestión de segundos, se desplegó una delgada sábana de polímero reflejante que tomó la forma de una vela de 10 m2.

Solamente una nave espacial había logrado algo similar en el pasado: la sonda japonesa IKAROS, que desplegó una vela solar en el espacio interplanetario y la usó para sobrevolar Venus en 2010. IKAROS está usando la presión de la luz solar como medio primario de propulsión —un logro trascendental que ha alentado a la JAXA a planear una futura misión de seguimiento a Júpiter con una vela solar, la cual tendría lugar más adelante en la década.



La NanoSail–D no se alejará de nosotros. "Nuestra misión consiste en sobrevolar la Tierra e investigar la posibilidad de usar velas solares como herramientas para remover de su órbita a satélites viejos y escombros espaciales", explica Alhorn. "A lo largo de su recorrido en órbita alrededor de nuestro planeta, la vela pasa a ras de la parte superior de nuestra atmósfera y experimenta un arrastre aerodinámico. A la larga, esto hará que caiga hacia la Tierra.

De hecho, quienes planean la misión esperan que la NanoSail–D regrese a la Tierra, imitando el estilo de los meteoros, dentro de 70 a 120 días.

Si esto funciona, la NanoSail–D podría preparar el camino para una futura operación de limpieza de la órbita baja de la Tierra. Las velas de arrastre podrían convertirse en algo usual en los satélites futuros. Así, cuando la misión de un satélite llegue a su fin, éste desplegaría una vela y regresaría a la Tierra por medio del arrastre aerodinámico, desintegrándose inofensivamente en la atmósfera, antes de alcanzar el suelo. Los expertos coinciden en que un sistema como este es indispensable para evitar una acumulación exponencial de los escombros espaciales alrededor de la Tierra.

Alhorn y sus colegas estarán monitorizando la NanoSail–D en los próximos meses con el fin de registrar cómo decae su órbita. También planean medir la presión de la luz solar sobre la vela, aunque el arrastre atmosférico podría ocultar ese efecto.

Sin importar lo que suceda, la NanoSail–D ya ha hecho historia: ha demostrado que existe una forma elegante y barata de desplegar velas y ha sido la primera vela en orbitar la Tierra. Con el tiempo, el equipo diagnosticará el problema que impidió que la vela saliera del FASTSAT, "y entonces estaremos al cien por ciento", dice Alhorn.