LightSail es un proyecto para demostrar la navegación solar controlada dentro de la órbita baja de la Tierra utilizando un CubeSat . El proyecto fue desarrollado por The Planetary Society , una organización global sin fines de lucro dedicada a la exploración espacial . [5] Consiste en 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 velas en el espacio, no realizó navegación solar. LightSail 2 fue una nave espacial completamente funcional destinada a demostrar la verdadera navegación solar [6] e incorporó las lecciones aprendidas de LightSail 1. LightSail es un proyecto de continuación 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 lanzamiento fallido en 2005.
Las dos naves espaciales LightSail medían 30 cm × 10 cm × 10 cm (11,8 pulgadas × 3,9 pulgadas × 3,9 pulgadas) (3U CubeSat) en su configuración plegada. Después del despliegue de las velas, el área total de cada nave espacial era de 32 m2 ( 340 pies cuadrados). [7]
En 2005, The Planetary Society intentó enviar un satélite de vela solar llamado Cosmos 1 al espacio, pero el vehículo de lanzamiento ruso Volna de la nave espacial no logró alcanzar la órbita. [8] En 2009, la Sociedad comenzó a trabajar en una vela solar basada en CubeSat basada 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 pasó su Revisión Crítica de Diseño (CDR), que fue realizada por un equipo que incluía a los veteranos del proyecto del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) 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 llamada LightSail-A ). [1] Desplegó su vela solar el 7 de junio de 2015 y reingresó a la atmósfera, como estaba previsto, 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) en un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy el 25 de junio de 2019. Desplegó su vela solar el 23 de julio de 2019 y descargó 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 depende de la radiación solar y no de 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 en relación con la relación entre el área de la vela y su masa. Como tal, el desafío del diseño fue maximizar el área de superficie 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 lleva 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 se combinan para formar una superficie rectangular. Las velas están hechas de Mylar , una película de poliéster reflectante . [15]
LightSail tiene múltiples configuraciones. Fue lanzado en una configuración plegada con sus velas plegadas dentro de la nave espacial. Después del lanzamiento, entra en una fase intermedia desplegando una pequeña antena y abriendo sus paneles solares. Esto expone las cámaras y revela las velas solares plegadas. Para lograr su configuración final de "navegación solar", LightSail extiende cuatro brazos de aleación de cobalto de 4 metros que abren lentamente el material de la vela de mylar. Usando una rueda de reacción interna, LightSail 2 puede orientarse contra el Sol usando el campo magnético de la Tierra como guía. Al "virar" hacia adentro y hacia afuera del Sol, puede controlar la fuerza sobre su vela y así cambiar su órbita.
Todo el proyecto LightSail costó 7 millones de dólares durante 10 años y fue financiado por aproximadamente 40.000 donantes individuales, [16] incluyendo 1,24 millones de dólares recaudados en 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 Universitario de Nanosatélites del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (LightSail 2). [14]
Una nave espacial de demostración 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 el 20 de mayo de 2015 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida . [18] [19] La misión entregó el satélite a una órbita donde la resistencia atmosférica era mayor que la fuerza ejercida por la presión de la radiación solar. [20]
Sin embargo, dos días después del lanzamiento, la nave espacial sufrió un mal funcionamiento del software, lo 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 se desplegaran los paneles solares 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 de una falla en el sistema de batería. [24] Luego se restableció el contacto 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 descargaran fotos del despliegue, el vuelo de prueba se declaró un éxito. [27] La nave espacial volvió a entrar en 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 ring de boxeo, que cubría 32 m2 ( 340 pies cuadrados). La vela capturaba los fotones entrantes del Sol, de la misma manera que una vela de viento atrapa las moléculas de aire en movimiento, para propulsar la nave espacial. [30]
LightSail 2 se lanzó el 25 de junio de 2019 y fue 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] Fue para demostrar la navegación solar controlada en órbita terrestre baja. Al controlar la orientación de la vela en relación con el Sol, el equipo de vuelo esperaba elevar el apogeo de la órbita y aumentar la energía orbital después del despliegue de la vela. Prox-1 y LightSail 2 fueron cargas útiles secundarias a bordo del segundo lanzamiento operativo Falcon Heavy de SpaceX , que transportó la carga útil STP-2 para la Fuerza Aérea de los EE . UU . [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 mensurable, [35] aunque pasó una cantidad significativa de su tiempo dando vueltas aleatoriamente. [36]
Aunque inicialmente se había planeado que volviera a entrar en la atmósfera de la Tierra después de aproximadamente un año, [34] se aprobó una misión extendida el 25 de junio de 2020. El sitio web de Planetary Society mostró que la misión estuvo activa de forma continua hasta el 16 de noviembre de 2022. [37] El 17 de noviembre de 2022, LightSail 2 volvió a entrar en la atmósfera. [4]
