LightSail

LightSail es un proyecto para demostrar la navegación solar controlada dentro de la órbita terrestre baja usando un CubeSat . El proyecto fue desarrollado por The Planetary Society , una organización global sin fines de lucro dedicada a la exploración espacial . ^{[ 5 ]} Consta de dos naves espaciales: LightSail 1 y LightSail 2. LightSail 1 fue una misión de demostración de ingeniería diseñada para probar su nuevo método de despliegue de vela en el espacio; no realizó navegación solar. LightSail 2 fue una nave espacial completamente funcional destinada a demostrar la navegación solar real ^{[ 6 ]} e incorporó las lecciones aprendidas de LightSail 1. LightSail es un proyecto sucesor de Cosmos 1 , una nave espacial de vela solar diseñada por The Planetary Society a principios de la década de 2000, que fue destruida durante un fallo de lanzamiento en 2005.

Ambas naves espaciales LightSail medían 30 cm × 10 cm × 10 cm (11,8 pulg. × 3,9 pulg. × 3,9 pulg.) (CubeSat 3U) en su configuración plegada. Tras el despliegue de la vela, el área total de cada nave espacial era de ³² m² ( 340 pies cuadrados ) . ^{[ 7 ]}             

En 2005, The Planetary Society intentó enviar al espacio un satélite de vela solar llamado Cosmos 1 , pero el vehículo de lanzamiento ruso Volna no logró alcanzar la órbita. ^{[ 8 ]} En 2009, la Sociedad comenzó a trabajar en una vela solar basada en CubeSat, inspirada en el proyecto NanoSail-D de la NASA , ^{[ 9 ]} que se perdió en agosto de 2008 debido a la falla de su vehículo de lanzamiento Falcon 1. ^{[ 10 ]} (Una segunda unidad, NanoSail-D2 , se desplegó con éxito a principios de 2011).

En 2011, el proyecto LightSail superó su Revisión Crítica de Diseño (CDR), que fue llevada a cabo por un equipo que incluía a los veteranos de proyectos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) Harris "Bud" Schurmeier , Glenn Cunningham y Viktor Kerzhanovich, así como a Dave Bearden de Aerospace Corporation . ^{[ 11 ]}

El 20 de mayo de 2015, se lanzó LightSail 1 (anteriormente llamado LightSail-A ). ^{[ 1 ]} Desplegó su vela solar el 7 de junio de 2015 y reingresó a la atmósfera, según lo planeado, el 14 de junio de 2015.

En marzo de 2016, The Planetary Society anunció una nueva convención de nombres para la nave espacial: el vuelo de prueba (originalmente LightSail-A) pasó a llamarse LightSail 1, y la segunda nave espacial se denominó LightSail 2. ^{[ 1 ]} LightSail 2 se lanzó como carga útil secundaria en el Programa de Pruebas Espaciales (STP-2) a bordo de un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy el 25 de junio de 2019. Desplegó su vela solar el 23 de julio de 2019 y transmitió con éxito fotografías de la vela desplegada el 24 de julio de 2019. ^{[ 6 ]}

La Sociedad ha declarado que no tiene planes para un LightSail 3. ^{[ 12 ]}

Como vela solar , la propulsión de LightSail se basa en la radiación solar y no en las partículas cargadas del viento solar . ^{[ 13 ]} Los fotones solares ejercen presión de radiación sobre la vela, lo que produce una aceleración en la nave espacial proporcional a la relación entre el área de la vela y su masa. Por lo tanto, el desafío de diseño consistió en maximizar el área superficial de la vela y minimizar la masa de la nave espacial, todo ello respetando la limitación de tamaño estándar de los CubeSat de 3 unidades.

El diseño modular de LightSail se basa en un CubeSat modular de 3 unidades , un formato de satélite pequeño creado para proyectos espaciales de nivel universitario. Un módulo del tamaño de un CubeSat alberga las cámaras, los sensores y los sistemas de control, y las otras dos unidades contienen y despliegan las velas solares. ^{[ 14 ]}

La nave espacial contiene cuatro velas triangulares que, al combinarse, forman una superficie rectangular. Las velas están hechas de Mylar , una película de poliéster reflectante . ^{[ 15 ]}

LightSail tiene múltiples configuraciones. Fue lanzada en una configuración plegada, con sus velas guardadas dentro de la nave. Tras el lanzamiento, entra en una fase intermedia desplegando una pequeña antena y abriendo sus paneles solares. Esto deja al descubierto las cámaras y revela las velas solares plegadas. Para alcanzar su configuración final de "navegación solar", LightSail extiende cuatro brazos de aleación de cobalto de 4 metros que despliegan lentamente el material de la vela de mylar. Mediante una rueda de reacción interna, LightSail 2 puede orientarse con respecto al Sol utilizando el campo magnético terrestre como guía. Al virar hacia dentro y hacia fuera del Sol, puede controlar la fuerza sobre su vela y, por lo tanto, cambiar su órbita.

El proyecto LightSail completo costó US$7 millones a lo largo de 10 años y fue financiado por aproximadamente 40 000 donantes individuales, ^{[ 16 ]} incluyendo US$1,24 millones recaudados a través de una exitosa campaña de Kickstarter en 2015. ^{[ 17 ]} Los costos de lanzamiento fueron financiados por el programa de Lanzamiento Educativo de Nanosatélites de la NASA (LightSail 1) y el Programa de Nanosatélites Universitarios del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (LightSail 2). ^{[ 14 ]}

Una nave espacial demostradora de tecnología preliminar, LightSail 1 (anteriormente LightSail-A), ^{[ 1 ]} fue lanzada como carga útil secundaria a bordo de un vehículo de lanzamiento Atlas V de United Launch Alliance a las 15:05 UTC del 20 de mayo de 2015 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida . ^{[ 18 ] [ 19 ]} La misión colocó el satélite en una órbita donde el arrastre atmosférico era mayor que la fuerza ejercida por la presión de la radiación solar. ^{[ 20 ]}

Dos días después del lanzamiento, sin embargo, la nave espacial sufrió un fallo de software que le impidió desplegar la vela solar o comunicarse. ^{[ 21 ]} El 31 de mayo de 2015, The Planetary Society informó haber recuperado el contacto con LightSail 1. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Después de que los paneles solares se desplegaran el 3 de junio de 2015, las comunicaciones con la nave espacial se perdieron una vez más el 4 de junio de 2015. En este caso, se sospechó una falla en el sistema de baterías. ^{[ 24 ]} El contacto se restableció el 6 de junio de 2015, ^{[ 25 ]} y el despliegue de la vela se inició el 7 de junio de 2015. ^{[ 26 ]} En una conferencia el 10 de junio de 2015, después de que se descargaron fotos del despliegue, el vuelo de prueba se declaró un éxito. ^{[ 27 ]} La nave espacial reingresó a la atmósfera el 14 de junio de 2015, finalizando el vuelo de prueba. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

LightSail 2 ( COSPAR 2019-036AC) era un CubeSat equipado con una vela solar del tamaño de un cuadrilátero de boxeo, que cubría 32 m² (340 pies cuadrados ) . La vela capturaba los fotones provenientes del Sol, al igual que una vela de viento capta las moléculas ^de aire en movimiento, para propulsar la nave espacial. ^{[ 30 ]}   

LightSail 2 fue lanzado el 25 de junio de 2019 y desplegado por el satélite portador Prox-1 en una órbita terrestre baja mucho más alta que LightSail 1, a más de 720 km (450 mi) de altitud orbital . ^{[ 14 ] [ 31 ]} Su objetivo era demostrar la navegación solar controlada en órbita terrestre baja. Al controlar la orientación de la vela con respecto al Sol, el equipo de vuelo esperaba elevar el apogeo de la órbita y aumentar la energía orbital tras el despliegue de la vela. Prox-1 y LightSail 2 fueron cargas útiles secundarias a bordo del segundo lanzamiento operativo del SpaceX Falcon Heavy , que transportó la carga útil STP-2 para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . ^{[ 32 ]}  

Los investigadores recibieron las primeras imágenes de LightSail 2 el 7 de julio de 2019, ^{[ 33 ]} y sus velas solares se desplegaron el 23 de julio de 2019. ^{[ 6 ] [ 34 ]} El 31 de julio de 2019, la Planetary Society declaró que habían elevado la órbita de LightSail 2 en una cantidad medible, ^{[ 35 ]} aunque pasó una cantidad significativa de tiempo girando aleatoriamente. ^{[ 36 ]} LightSail 2 demostró con éxito la propulsión mediante vela solar. ^{[ 37 ]}

Aunque inicialmente se planeó que reingresara a la atmósfera terrestre después de aproximadamente un año, ^{[ 34 ]} se aprobó una misión extendida el 25 de junio de 2020. El sitio web de la Planetary Society mostró que la misión estuvo activa de forma continua hasta el 16 de noviembre de 2022. ^{[ 38 ]} El 17 de noviembre de 2022, LightSail 2 reingresó a la atmósfera. ^{[ 4 ]}

• CubeSail
• CubeSail (UltraSail)
• IKAROS , una vela solar interplanetaria japonesa, fue lanzada en mayo de 2010.
• NanoSail-D2 , sucesor de NanoSail-D, se lanzó en noviembre de 2010.
• Explorador de asteroides cercanos a la Tierra , una vela solar lanzada en 2022.
• OKEANOS , una gran propuesta japonesa de vela solar (no seleccionada para la misión) para explorar los troyanos de Júpiter.
• Sunjammer , una vela solar que fue cancelada antes de su lanzamiento en 2014.

• Sitio web oficial