Vela solar, propulsión espacial sin combustible

Una vela solar es un método de propulsión para sondas y naves espaciales alternativo o complementario al uso de motores. Las velas solares captan empujes producidos por fuentes externas a la propia nave, de manera que ésta no necesita transportar consigo ni motor ni combustible, aligerando considerablemente el peso de la nave, y pudiendo alcanzar así mayores velocidades.

En función de la fuente de impulso que pretendan captar, las velas solares se clasifican en dos grandes grupos:

• Velas de fotones o fotónicas, consistentes en una gran superficie compuesta por una o varias láminas reflectantes muy ligeras, capaces de aprovechar la presión lumínica de la radiación solar para obtener impulso. Además de fotones de origen solar, las velas pueden diseñarse para aprovechar cualquier otro tipo de ondas electromagnéticas generadas por el hombre, tales como rayos láser o microondas.
  
• Velas de plasma. A diferencia de las velas fotónicas, consisten en grandes mallas o redes en las que se genera un campo eléctrico o magnético capaz de interceptar el plasma del viento solar para obtener impulso. En función del campo que generen, estas velas se denominan velas magnéticas o velas eléctricas.
  

Debido a la escasa potencia que ofrecen las velas solares, las naves propulsadas por este método necesitan ser lanzadas al espacio por un cohete convencional. Fuera ya de la atmósfera, su aceleración es muy lenta, pudiendo tardar más de un día en aumentar su velocidad en 100 km/h. Sin embargo, a diferencia de los cohetes, el empuje sobre una vela se aplica de forma ininterrumpida, por lo que con el tiempo una sonda provista de velas puede alcanzar velocidades muy superiores a las obtenidas mediante los actuales sistemas de propulsión a chorro.
Las velas solares llevan poco tiempo en desarrollo, y hasta el momento sólo se ha se ha logrado lanzar con éxito a la sonda IKAROS, parcialmente impulsada por este método, pero en los comienzos del siglo XXI varias agencias espaciales trabajan en esta tecnología. De las velas solares se ha dicho que son "la única tecnología conocida que algún día podría llevarnos a las estrellas". El 4 de febrero de 1993, la Agencia Espacial Rusa consiguió desplegar con éxito desde la estación MIR el Znamya 2, un reflector de boPET aluminizado de 20 metros de anchura. No obstante, el experimento sólo consistió en probar el despliegue, y no la propulsión, por lo que el reflector, incapaz de controlar su dirección, se quemó en la atmósfera. Un segundo ensayo posterior, denominado Znamaya 2.5, finalizó en fracaso, y en 1999 la agencia rusa abandonó el programa.

Más recientemente, el 9 de agosto de 2004 la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial desplegó con éxito dos prototipos de vela solar desde un cohete: una vela con forma de trébol a 122 km de altura, y una desplegada en abanico a 169 km. Ambas velas utilizaron una lámina de 7,5 micras de espesor. Al igual que en el caso ruso, el experimento fue sólo un ensayo de despliegue, y no una prueba de propulsión. El 21 de febrero de 2006, de nuevo la JAXA lanzó conjuntamente con el satélite ASTRO-F una vela solar de 15 metros de diámetro que sólo se desplegó parcialmente. Posteriormente, el 20 de mayo de 2010, lanzó conjuntamente con el satélite PLANET-C una nueva vela, de 20 m de diámetro, llamada IKAROS, que se desplegó correctamente. En enero de 2011 la NASA consiguió por primera vez desplegar con éxito una vela solar en órbita con el segundo minisatélite NanoSail-D,también denominado "NanoSail-D2".