Cosmos 1

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 ) del 21 de junio de 2005 desde el submarino Borisoglebsk en el mar de Barents . Sin embargo, una falla en el 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 la empujarían , aumentando así la velocidad de la nave espacial (las contribuciones del viento solar son similares, pero de magnitud mucho menor).

De haber tenido éxito la misión, 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 era de 4 millones de dólares estadounidenses. La Planetary Society planeaba recaudar otros 4 millones de dólares estadounidenses para Cosmos 2 , una reimplementación del experimento que provisionalmente se lanzaría en una misión de reabastecimiento Soyuz a la Estación Espacial Internacional (ISS). Discovery Channel fue uno de los primeros inversores. ^{[ 3 ]} Sin embargo, los avances tecnológicos y la mayor disponibilidad de ranuras de carga secundaria 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, denominada Cosmos 1 , con un conjunto completo de ocho palas de vela el 21 de junio de 2005, durante el solsticio de verano . La nave tenía una masa de 100 kg (220 ^lb ) y constaba de ocho palas de vela triangulares, que se desplegarían desde un centro después del lanzamiento mediante el inflado de tubos estructurales. Cada pala de vela medía 15 m (49 pies) de largo, tenía una superficie total de 600 m² (6500 pies cuadrados ) y estaba hecha de película de PET reforzada con aluminio (MPET) .       

La nave espacial fue lanzada en un vehículo de lanzamiento Volna (un misil balístico intercontinental (ICBM) SS-N-18 modificado ) desde el submarino ruso Delta III Borisoglebsk , sumergido en el mar de Barents . La órbita circular inicial de la nave espacial habría estado a una altitud de unos 800 km (500 millas) , donde habría desplegado las velas. Posteriormente, las velas habrían elevado gradualmente la nave espacial a una órbita terrestre más alta. « Cosmos 1 podría aumentar su órbita entre 50 y 100 km (31 y 62 millas) durante los 30 días de vida útil previstos de la misión», dijo Louis Friedman de The Planetary Society. ^{[ 5 ] [ 6 ]}    

Se preveía que la misión finalizaría en el plazo de un mes desde su lanzamiento, ya que el mylar de las palas se degradaría con la luz solar.

La nave habría acelerado gradualmente durante cada órbita como resultado de la presión de radiación de los fotones que colisionaban con las velas. A medida que los fotones se reflejaban en la superficie de las velas, les transferirían momento . 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 colisionaban con ella por unidad de tiempo. La luz solar equivale a una pequeñaAceleración de 5 × 10 ⁻⁴  m/s ² en las proximidades de la Tierra. En un día, la velocidad de la nave espacial alcanzaría los 45 m/s (150 ft/s) ; en 100 días su velocidad sería de 4500 m/s (15 000 ft/s) , en 2,74 años de 45 000 m/s (150 000 ft/s) .      

A esa velocidad, una nave llegaría a Plutón , un planeta enano muy distante en el Sistema Solar , en menos de 5 años, ^{[ 7 ]} aunque en la práctica la aceleración de una vela disminuye 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 otras técnicas de propulsión; por ejemplo, la nave espacial SMART-1, propulsada por un propulsor iónico, 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:

• En 2001 se intentó realizar una prueba suborbital con solo dos aspas de la vela. La nave espacial no logró separarse del cohete.
• Una segunda nave espacial orbital ( LightSail-1 ) fue lanzada ^{[ 8 ] [ 9 ]} en mayo de 2015.

Una de las palas de la vela solar del Cosmos 1 se exhibió en el complejo de oficinas del Rockefeller Center en la ciudad de Nueva York en 2003.

• Página principal de Cosmos 1 en la Sociedad Planetaria
• Actualizaciones y comunicados de prensa de la Planetary Society sobre las velas solares : información actualizada sobre el proyecto de seguimiento de Cosmos 2 .
• Cosmos 1 página (solo Flash) de Cosmos Studios
• Misiones de propulsión por vela de haz dirigido a corto plazo: Cosmos 1 y Sun-Diver en Wayback Machine (archivado el 18 de marzo de 2007)
• Tecnología espacial: Zarpando hacia la historia ( Nature , 16 de febrero de 2005)
• Un yate espacial viaja a las estrellas impulsado por rayos de sol ( The Guardian , 27 de febrero de 2005)
• Cosmos 1 probará su vela solar ( Wired News , 16 de junio de 2005)
• Vídeos de Cosmos 1 (formatos Windows Media, RealPlayer, QuickTime)