A tecnologia da vela solar envolve aproveitar o impulso transportado pelos fótons emitidos pelo Sol para a propulsão no espaço. Veja como funciona: 1.
Fótons Solares e Pressão: À medida que a luz solar atinge a vela solar, composta por um material reflexivo, os fótons carregam impulso. Quando a luz solar é refletida, esta mudança no momento transfere pressão para a superfície da vela. Esta pressão pode gerar força suficiente para impulsionar a espaçonave através do espaço.
2.
Conservação do Momentum: O princípio fundamental subjacente às velas solares é a conservação do momento. O momento dos fótons refletidos na superfície da vela precisa ser conservado. Assim, quando um único fóton atinge a vela e é refletido, ele transfere uma pequena quantidade de impulso para a espaçonave, fazendo com que ela ganhe um ligeiro aumento de velocidade.
3.
Velas leves e grandes: As velas projetadas para navegação solar são extremamente finas e leves para maximizar a área da superfície reflexiva e, ao mesmo tempo, minimizar sua massa total. Eles são feitos de filmes finos de materiais como Mylar aluminizado ou mesmo Kapton revestido de ouro para melhor refletividade. A grande área de superfície garante que a luz solar suficiente seja aproveitada de forma eficaz.
4.
Força contínua e sem propelente: Ao contrário da propulsão de foguete convencional, que requer queima de combustível e expulsão de massa para impulso, as velas solares alcançam propulsão contínua sem qualquer propelente. Depois que a espaçonave recebe um impulso inicial e lança sua vela solar, ela depende apenas da transferência de impulso da luz solar refletida.
5.
Controle através da orientação da vela: Ao contrário da Terra, onde a presença do ar requer projetos especializados, como aerofólios para asas, as velas solares funcionam no vácuo do espaço, onde as asas não são necessárias. Controlar a orientação da vela pode alterar as forças de pressão da radiação solar para alterar a trajetória e a velocidade da espaçonave.
6.
Aceleração de baixo impulso: Como a aceleração experimentada pelas velas solares devido à pressão da radiação solar é relativamente pequena, a navegação solar depende de uma propulsão longa e contínua ao longo do tempo para acumular velocidades significativas.
7.
Missões Potenciais: A tecnologia de velas solares tem atraído um interesse considerável para missões de longa duração, tais como missões de sondas solares destinadas a estudar o Sol e missões concebidas para visitar cometas ou asteróides localizados a grandes distâncias heliocêntricas, onde as técnicas propulsivas tradicionais não são tão eficientes.
No geral, a tecnologia de vela solar aproveita a energia da luz solar para alcançar a propulsão no espaço sem a necessidade de transportar propulsores, levando a missões sem propulsores com aceleração eficiente a longo prazo. Esta forma única de propulsão é promissora para a exploração avançada e o potencial para missões que alcançam as regiões ultraperiféricas do nosso sistema solar ou mesmo o espaço interestelar.
