Vela solar é uma vela impulsionada pela luz do Sol. Considerando que um foguete convencional é impelido pelo impulso produzido pela queima interna do motor, uma vela solar é empurrada para frente simplesmente pela luz do sol. Isto é possível porque a luz é feita de uma energia conhecida como “fótons”, que agem como partículas atômicas.
Quando um feixe de luz é apontado para uma superfície de espelho brilhante, os fótons refletem a energia de volta. No processo, os fótons transmitem sua força à superfície duas vezes – uma pelo impacto inicial, e outra refletindo a força de volta para ele. Ainda que levemente impulsionados por um constante fluxo de fótons, a superfície brilhante é empurrada para a frente.
Uma vela solar é composta de apenas uma superfície refletora, ou várias superfícies, dependendo do desenho da vela. Quando as velas brilhantes enfrentam o sol diretamente, elas são submetidas a um bombardeio constante de fótons que refletem as superfícies brilhantes e impulsionam a espaçonave para a frente, longe do sol.
Ao mudar o ângulo da vela em relação ao Sol, é possível afetar a direção em que a vela é propulsionada. A fim de que a luz solar possa fornecer pressão suficiente para propulsionar uma sonda para a frente, a vela solar deve ser capaz de captar a luz do Sol, tanto quanto possível. Isto significa que a superfície da vela deve ser grande.
A Cosmos 1 é uma vela solar pequena destinada apenas a missões curtas. No entanto, uma vez que ela se espalha, esta pequena nave espacial pode alcançar 10 andares de altura.
Para uma missão de exploração de verdade as exigências são muito maiores: quando uma equipe da NASA, na década de 1970, sob o comando de Louis Friedman, sugeriu o uso de uma vela solar para um encontro com o cometa Halley, seria preciso uma vela com uma superfície de 600.000 metros quadrados. Isto é equivalente a um quadrado de 800 metros (meia milha) por 800 metros – o tamanho de 10 quarteirões na cidade de Nova York!
Mesmo com essa superfície gigantesca, uma vela solar só poderia acelerar muito lentamente, quando comparado a um foguete convencional. Sob condições ideais, uma vela solar em uma missão interplanetária ganharia apenas 1 milímetro por segundo na velocidade impulsionada pela radiação solar.
Mas a vantagem incomparável de uma vela solar é que ela acelera constantemente e pode finalmente alcançar velocidades muito maiores do que as de um foguete. A uma taxa de aceleração de 1 milímetro por segundo, uma vela solar aumenta a sua velocidade de aproximadamente 310 km por hora para 7500 km por hora em apenas um dia.
