Cosmos 1 fue un proyecto de Cosmos Studios y The Planetary Society para probar una vela solar en el espacio. Como parte del proyecto, una nave espacial no tripulada con vela solar llamada Cosmos 1 fue lanzada al espacio a las 19:46:09 UTC (15:46:09 EDT ) el 21 de junio de 2005 desde el submarino Borisoglebsk en el mar de Barents . Sin embargo, una falla del cohete impidió que la nave espacial alcanzara su órbita prevista. [2] Una vez en órbita, se suponía que la nave espacial desplegaría una gran vela, sobre la cual los fotones del Sol empujarían , aumentando así la velocidad de la nave espacial (las contribuciones del viento solar son similares, pero de una magnitud mucho menor).
Si la misión hubiera tenido éxito, habría sido el primer uso orbital de una vela solar para acelerar una nave espacial, así como la primera misión espacial de un grupo de defensa del espacio . El presupuesto del proyecto fue de 4 millones de dólares. La Planetary Society planeó recaudar otros 4 millones de dólares para Cosmos 2 , una reimplementación del experimento que se lanzaría provisionalmente en una misión de reabastecimiento de Soyuz a la Estación Espacial Internacional (ISS). Discovery Channel fue uno de los primeros inversores. [3] Sin embargo, los avances en la tecnología y la mayor disponibilidad de ranuras piggyback de menor masa en más vehículos de lanzamiento llevaron a un rediseño similar a NanoSail-D , llamado LightSail-1 , anunciado en noviembre de 2009. [4]
Para probar el concepto de vela solar, el proyecto Cosmos 1 lanzó una nave espacial orbital a la que llamaron Cosmos 1 con un complemento completo de ocho palas de vela el 21 de junio de 2005, el solsticio de verano . La nave espacial tenía una masa de 100 kg (220 lb) y consistía en ocho palas de vela triangulares, que se desplegarían desde un eje central después del lanzamiento mediante el inflado de tubos estructurales. Las palas de la vela tenían cada una 15 m (49 pies) de largo, tenían una superficie total de 600 m 2 (6.500 pies cuadrados) y estaban hechas de película de PET reforzada con aluminizado (MPET) .
La nave espacial fue lanzada en un vehículo de lanzamiento Volna (un misil balístico intercontinental (ICBM) SS-N-18 reconvertido) desde el submarino ruso Delta III Borisoglebsk , sumergido en el mar de Barents . La órbita circular inicial de la nave espacial habría sido a una altitud de unos 800 km (500 mi), donde habría desplegado las velas. Las velas luego habrían elevado gradualmente la nave espacial a una órbita terrestre más alta. " Cosmos 1 podría aumentar su órbita de 50 a 100 km (31 a 62 mi) durante los 30 días de vida esperada de la misión", dijo Louis Friedman de The Planetary Society. [5] [6]
Se esperaba que la misión finalizara dentro de un mes desde el lanzamiento, ya que el mylar de las aspas se degradaría con la luz solar.
La nave con vela solar también podría haberse utilizado para medir el efecto de las microondas artificiales dirigidas hacia ella desde una instalación de radar . Se habría utilizado una antena parabólica de 70 m (230 pies) en las instalaciones Goldstone de la Red del Espacio Profundo de la NASA para irradiar la vela con un haz de 450 kW . Este experimento de propulsión con energía solar solo se habría intentado después de que se hubiera logrado el objetivo principal de la misión de vuelo controlado con vela solar.
La nave habría sido visible a simple vista desde la mayor parte de la superficie de la Tierra: la órbita prevista tenía una inclinación de 80°, por lo que habría sido visible desde latitudes de hasta aproximadamente 80° norte y sur.
Una red de estaciones de seguimiento repartidas por todo el mundo, entre las que se incluyen la estación Tarusa , a 121 km (75 mi) al sur de Moscú , y el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley , intentaron mantener el contacto con la vela solar durante la misión. El control de la misión se basó principalmente en la empresa rusa NPO Lavochkin en Moscú; un centro que la Sociedad Planetaria llama Mission Operations Moscow (MOM).
La nave habría ido acelerando gradualmente durante cada órbita como resultado de la presión de radiación de los fotones que chocaban con las velas. A medida que los fotones se reflejaban desde la superficie de las velas, les transferían impulso . Como no habría resistencia del aire que se opusiera a la velocidad de la nave espacial, la aceleración sería proporcional al número de fotones que chocaran con ella por unidad de tiempo. La luz del sol equivale a una pequeña cantidad de energía.Aceleración de 5 × 10 −4 m/s2 en las proximidades de la Tierra. En un día, la velocidad de la nave alcanzaría los 45 m/s (150 pies/s); en 100 días, su velocidad sería de 4500 m/s (15 000 pies/s), y en 2,74 años, de 45 000 m/s (150 000 pies/s).
A esa velocidad, una nave alcanzaría Plutón , un planeta enano muy distante del Sistema Solar , en menos de 5 años, [7] aunque en la práctica la aceleración de una vela cae drásticamente a medida que la nave espacial se aleja del Sol . Sin embargo, en las proximidades de la Tierra, la aceleración de una vela solar es mayor que la de algunas otras técnicas de propulsión; por ejemplo, la nave espacial SMART-1 propulsada por propulsores iónicos tiene una aceleración máxima de2 × 10 −4 m/s 2 , lo que permitió a SMART-1 alcanzar la órbita lunar en noviembre de 2004 después de su lanzamiento en septiembre de 2003.
Además de la nave espacial principal, lanzada en junio de 2005, el proyecto Cosmos 1 ha financiado otras dos naves:
Una de las palas de la vela solar Cosmos 1 se exhibió en el complejo de oficinas del Rockefeller Center de la ciudad de Nueva York en 2003.
