Cosa sono le vele solari?
La vela solare è una forma proposta di propulsione spaziale che utilizza la pressione dei fotoni del sole per fornire la spinta. I fotoni si riflettono da uno specchio attaccato a un carico utile, trasmettendo slancio e permettendo alla vela e al carico utile che lo accompagna di accelerare. Poiché la pressione fotonica è piuttosto ridotta rispetto, ad esempio, alla spinta prodotta da un razzo chimico, le vele solari praticabili devono essere molto grandi e leggere. Un progetto studiato dalla NASA sarebbe largo circa mezzo chilometro (.31 miglia). I materiali da costruzione proposti includono film in mylar e poliimmide, alluminio e un nuovo tipo di fibra di carbonio.
I progetti che producono il rapporto spinta / massa più elevato sono stati sviluppati dallo studente del MIT Eric Drexler nella tesi di laurea magistrale. (Drexler è principalmente noto come il padre del campo della nanotecnologia.) Impiegando pellicole di alluminio spesse circa 30-100 nanometri, i progetti di Drexler offrirebbero valori di spinta per metro quadrato circa 10 volte superiori rispetto alla maggior parte dei progetti proposti, che impiegano materie plastiche. La chiave per realizzare il design di Drexler sarebbero le strutture produttive basate sullo spazio. I film per le vele solari sono troppo delicati per essere piegati, lanciati e distribuiti.
Nessun veicolo spaziale è stato ancora costruito che impiega le vele solari come metodo principale di propulsione, sebbene la pressione fotonica sia stata utilizzata per apportare piccole modifiche ai corsi delle sonde spaziali. Tuttavia, nel 2004, l'agenzia aerospaziale giapponese, ISAS, ha implementato con successo 2 prototipi di vela solare in orbita terrestre bassa. Nel 2005, un progetto privato congiunto tra Planetary Society , Cosmos Studios e Russian Academy of Science , ha lanciato Cosmos 1 , la prima astronave a vela solare al mondo. A causa della natura non convenzionale della propulsione a vela solare, le grandi agenzie governative sono state riluttanti a investire in essa, lasciando lo sviluppo sul campo a soggetti privati.
Le vele solari sarebbero ideali per l'uso nel sistema solare, dove i raggi del sole sono più intensi. Per le missioni al di fuori del sistema solare, gli specchi di dimensioni planetarie dovrebbero essere utilizzati per focalizzare l'energia della luce precisamente sulle vele solari. Sebbene sia un compito ingegneristico massiccio, un giorno potrebbe rivelarsi il modo più semplice per accelerare un veicolo spaziale a una frazione sostanziale della velocità della luce. Le vele solari ben progettate potrebbero viaggiare in direzioni separate da quelle direttamente dal sole, inclinando la vela con un'angolazione adeguata. Per migliorare la velocità delle vele solari, è stata proposta la vela solare verniciata, un'ipotetica vela che sarebbe rivestita di sostanze chimiche progettate per vaporizzare durante il viaggio del veicolo spaziale, fornendo così una spinta aggiuntiva.