Una nave espacial podría desplazarse por el espacio sin combustible convencional y utilizando únicamente la presión ejercida por la luz. La idea parece propia de la ciencia ficción, pero es el principio físico que permite funcionar a las llamadas velas solares o velas lumínicas.
Dos experimentos desarrollados por el Space Systems Design Studio (SSDS) de la Universidad Cornell han puesto a prueba recientemente esta tecnología en órbita terrestre. Se trata de Alpha CubeSat y Sailing to the Stars, enviados a la Estación Espacial Internacional (ISS) a finales de 2025 mediante las misiones NG-23 y Crew-11, respectivamente.
Aunque se encuentran todavía muy lejos de demostrar un sistema capaz de realizar un viaje interestelar, ambos experimentos cumplieron sus principales objetivos y proporcionaron información para continuar desarrollando naves extremadamente pequeñas equipadas con grandes superficies reflectantes.
Una vela que utiliza luz en lugar de viento
El funcionamiento básico recuerda al de un velero. En el mar, el viento ejerce presión sobre una vela y permite mover la embarcación. En el espacio, los fotones de la luz ejercen una presión diminuta sobre una superficie reflectante.
Cada impacto proporciona un impulso prácticamente insignificante. Sin embargo, en el vacío espacial y durante periodos prolongados, esa presión puede producir una aceleración continua.
El problema es que, precisamente porque la fuerza es tan pequeña, las velas deben ser muy ligeras, extremadamente delgadas y relativamente grandes respecto de la masa de la nave.
La microgravedad ofrece un entorno especialmente adecuado para desplegar y estudiar estas estructuras sin que su propio peso las deforme como ocurriría sobre la superficie terrestre.
Alpha llevó una diminuta vela a la órbita terrestre
El primero de los experimentos, Alpha, utiliza un CubeSat de formato 1U financiado por la NASA.
Su objetivo era desplegar una vela lumínica en órbita terrestre baja y comprobar el funcionamiento de varios componentes necesarios para este tipo de pequeñas naves.
Una parte especialmente interesante de la misión estuvo relacionada con sus comunicaciones. Mediante la red abierta TinyGS, radioaficionados distribuidos por distintas partes del mundo consiguieron recibir señales de la pequeña nave.
Según Joshua Umansky-Castro, integrante del equipo, el experimento consiguió que una nave de dimensiones extremadamente reducidas transmitiera paquetes completos de datos desde la órbita hasta estaciones situadas en la Tierra.
La misión, sin embargo, tenía una vida limitada. La tenue atmósfera que todavía existe en la órbita terrestre baja genera resistencia aerodinámica. Aunque ese efecto puede ser pequeño para otras naves, resulta especialmente importante para una estructura con una gran superficie y una masa mínima como una vela lumínica.
Finalmente, la vela terminó destruida durante su interacción con la atmósfera.
Seis velas desplegadas dentro de la Estación Espacial Internacional
El segundo experimento abordó otro de los grandes desafíos de esta tecnología: cómo desplegar correctamente una superficie extremadamente fina en microgravedad.
Sailing to the Stars realizó sus pruebas en el entorno de la Estación Espacial Internacional y desplegó seis velas.
Los investigadores pudieron grabar el proceso y recopilar información sobre la dinámica de despliegue. Estos datos pueden servir para perfeccionar mecanismos que, en futuras misiones, deberán funcionar automáticamente una vez que las pequeñas naves se encuentren en el espacio.
Los dos experimentos eran complementarios: mientras Alpha permitió estudiar una pequeña nave con vela en órbita, Sailing to the Stars proporcionó observaciones controladas sobre el comportamiento de estas estructuras durante su despliegue.
De modificar una órbita a viajar por el sistema solar
Los resultados permiten plantear experimentos más ambiciosos.
Futuras naves diminutas equipadas con estas velas podrían intentar modificar su trayectoria o elevar su órbita utilizando únicamente presión lumínica. Otra posibilidad consiste en sustituir la luz solar por un haz láser dirigido específicamente hacia la vela.
Un láser suficientemente potente podría proporcionar una fuente de impulso mucho más intensa y controlable. En principio, esta tecnología permitiría acelerar pequeñas sondas sin obligarlas a transportar grandes cantidades de combustible.
Antes de pensar en otras estrellas, estas naves podrían utilizarse para realizar misiones dentro del sistema solar, incluyendo destinos como la Luna o Marte.
El objetivo más ambicioso está en otras estrellas
A mucho más largo plazo aparece una posibilidad todavía más extraordinaria: utilizar velas impulsadas por láser para enviar sondas diminutas hacia otros sistemas estelares.
Es el principio que inspira iniciativas como Breakthrough Starshot, que estudian conceptualmente la posibilidad de acelerar pequeñas naves mediante haces de luz extremadamente potentes.
Los experimentos de Cornell están todavía muy lejos de demostrar que semejante viaje sea posible. Alpha y Sailing to the Stars se concentran en problemas tecnológicos mucho más inmediatos: comunicaciones, despliegue, supervivencia y comportamiento de estas estructuras en el espacio.
Pero son precisamente esos pequeños pasos los que deben resolverse primero. Antes de intentar navegar hacia otra estrella utilizando luz, hay que conseguir que una vela ultraligera pueda desplegarse, comunicarse y funcionar de manera predecible alrededor de la Tierra.
