Si creaste una vela solar lo suficientemente grande, ¿podrías hacer que vuele por encima del sol sin la necesidad de orbitar?

Aquí hay una página bastante ordenada que te permite jugar con los parámetros para una vela solar. Según esta página, una vela solar de nanofibras de carbono de 1 micrón de grosor, colocada a 0.006 UA del centro del Sol (aproximadamente 1.3 veces el radio del Sol) experimentaría una presión externa de aproximadamente 0.21156 newtons por metro cuadrado, y tiene una densidad de área de aproximadamente 2.65 gramos por metro cuadrado. A una distancia de 1.3 radios solares del centro del Sol, el campo gravitacional del Sol tiene una fuerza de 162.4 newtons por kilogramo, o 0.430 newtons por metro cuadrado de material de vela solar. Entonces, si he hecho mis cálculos correctamente, la fuerza gravitacional que arrastra la vela hacia el Sol debería ser mayor que la presión ejercida sobre la vela, lo que significa que es imposible hacer que la vela “flote” usando solo la luz solar.

El sitio web al que enlacé indica que esa vela se aceleraría. No estoy seguro de qué suposiciones o cálculos llegaron a esa conclusión, pero me siento razonablemente seguro al suponer que el autor no estaba imaginando una vela solar inmóvil con respecto al Sol. Conseguir una vela solar en tal posición en primer lugar sería prohibitivamente difícil.

Esta es una buena pregunta. Los vientos solares empujarían la vela hacia afuera, lejos del Sol, y la fuerza de la gravedad empujaría la vela hacia el Sol. Así que estoy seguro de que podría haber un punto de equilibrio, y su distancia del Sol sería dictada por la masa de la vela y la superficie de la vela.

SIN EMBARGO , la salida del sol no es perfectamente consistente. Las erupciones solares y otros eventos sísmicos en el Sol alejarían el equilibrio del equilibrio. Además, el Sol no está solo en el sistema solar. Otros cuerpos (Mercurio, Venus …) también ejercerían periódicamente fuerza gravitacional sobre la vela y la sacarían del equilibrio.

Por lo tanto, al igual que un velero, necesitaría recortar las velas para tener en cuenta estos factores.

Sin embargo, hay un punto de Lagrange entre el Sol y cada planeta donde la atracción gravitacional es igual. Estos también tendrían el efecto de merodear por encima del Sol pero a la misma velocidad angular que el planeta en el par Lagrange.

Interesante pregunta. Según Wikipedia, a la distancia de la Tierra obtenemos alrededor de 0,5 kg de “empuje” de una vela de 800×800 m, por lo que si tuviéramos un objeto de 0,5 kg (incluida la vela) podría permanecer quieto en el espacio en relación con el Sol, es decir, no necesita orbitar en absoluto.

Hay algo extraño en mi cabeza, así que me gustaría que esto se corrija si está mal. Suponiendo que la fuerza de la gravedad aumenta de acuerdo con la ley cuadrática, y la fuerza ejercida sobre la vela por la radiación solar aumenta de manera similar, si enrollamos la vela, el objeto comenzará a acelerar hacia el Sol. Sin embargo, cuando despleguemos la vela, mantendremos una velocidad exactamente fija. La aceleración debida a la gravedad se cancelará exactamente por la misma cantidad de presión solar. Finalmente, necesitamos una pequeña vela más grande para reducir la velocidad, pero una vez que nuestra velocidad absoluta es cero, volvemos a 800 × 800 y volvemos a estar estacionarios.

No importa cuál sea nuestra distancia del Sol, el equilibrio de gravedad y radiación solar debe ser igual.

¡Suficientemente grande y lo suficientemente ligero!

Citando del artículo de Wikipedia sobre “Statite”

Un statite (un acrónimo de estática y satélite ) es un tipo hipotético de satélite artificial que emplea una vela solar para modificar continuamente su órbita de formas que la gravedad por sí sola no permitiría. Típicamente, un statite usaría la vela solar para “flotar” en una ubicación que de otra manera no estaría disponible como una órbita geosíncrona estable. Se han propuesto estadísticas que permanecerían en lugares fijos altos sobre los polos de la Tierra, utilizando la luz solar reflejada para contrarrestar la gravedad que los empuja hacia abajo. Las estadísticas también pueden emplear sus velas para cambiar la forma o la velocidad de las órbitas más convencionales, dependiendo del propósito de la estadística particular.

El concepto del estatito fue inventado independientemente (y aproximadamente simultáneamente) por Robert L. Forward (quien acuñó el término “estatito”) y por Colin McInnes, quien usó el término “órbita de halo” (que no debe confundirse con el tipo de órbita de halo inventada por Robert Farquhar). Posteriormente, los términos “órbita no Kepleriana” y “punto de Lagrange artificial” se han utilizado como una generalización de los términos anteriores.

Hasta la fecha no se han implementado estadísticas, ya que la tecnología de velas solares todavía está en pañales. La misión de vela solar Sunjammer cancelada por la NASA tenía el objetivo declarado de volar a un punto artificial de Lagrange cerca del punto Tierra / Sol L1, para demostrar la viabilidad del concepto de misión de advertencia de tormenta geomagnética Geostorm propuesto por Patricia Mulligan de NOAA.

¡Espero eso ayude!

Otros han dado buenas respuestas sobre el vuelo real.

Sin embargo, de interés en las áreas, he visto imágenes de satélites de observación solar propuestos que, principalmente en órbita, utilizarían el empuje de su protector solar en ángulo para corregir y cambiar su órbita según sea necesario.

No es el área, es el área por masa. Para que pueda calcular el grosor necesario. Steve Hench ya ha dado la masa por área como 0.000578 mg / m ^ 2. Estoy familiarizado con el carbono como una lámina delgada. Es ligero y fuerte (relativamente). Para obtener el grosor, divida por la densidad del grafito: 2.2g / cc. Usted encuentra espesor = 0.003 Angstroms. Hasta ahora menos de un átomo.

Entonces, no es posible.