Cómo trazar una ruta a vela entre planetas ajenos exprés

Original: "Exoplanetary Tour Design with Solar Sails: TheAntipodes Results in the GTOC13 Problem"
arXiv:2607.10150 · 2026-07-11 · CC BY 4.0 · 2 min
Una nave de vela solar sobrevuela decenas de cuerpos celestes recogiendo datos científicos, y su ruta la calcula un astuto algoritmo de múltiples pasos.

📄 Mostrando la versión "Simple" — "Avanzado" aún no está lista. Añádelo a favoritos para ayudar a priorizarla.

La nave no navega sobre el agua, sino en el espacio, y no la empuja el viento, sino la presión de la luz solar. Un aparato así puede volar durante años sin gastar ni una gota de combustible. Pilotarlo es como llevar un yate por un océano donde las corrientes son las atracciones de los planetas y las ráfagas de viento, la cambiante luz del sol. El reto de un reciente concurso: sobrevolar todo un sistema planetario, visitando de paso un centenar de objetos distintos, y traer la mayor cantidad posible de datos científicos.

La vela solar es un enorme espejo de película finísima. Los fotones de luz, al chocar contra ella, transmiten un impulso diminuto, algo así como si soplases sobre la palma de tu mano.

Los participantes de la competición, incluido el equipo TheAntipodes, dividieron el problema en etapas. Primero examinaron miles de opciones de entrada al sistema para encontrar las más prometedoras. Después, como en el ajedrez, calcularon muchas jugadas por adelantado las cadenas de maniobras gravitatorias. En una maniobra así, la nave, al pasar junto a un planeta, usa su atracción para acelerar o girar, como una honda. Por último, pulieron la ruta aproximada obtenida hasta el mínimo detalle: ajustaron a la vez los tiempos de encuentro, los ángulos y la orientación de la vela para exprimir al máximo los puntos científicos. Para ello aplicaron un método que permite resolver estos rompecabezas sin perder precisión, incluso cuando hay cientos de variables.

La maniobra gravitatoria puede compararse con un tenista que coloca la raqueta para que la pelota rebote con nueva fuerza y en la dirección deseada.

La ruta final incluyó 133 sobrevuelos y obtuvo 337,878 puntos, el tercer puesto. Las mejores soluciones de los distintos equipos resultaron ser similares, como si el propio sistema sugiriera el camino óptimo. Esta experiencia demuestra que incluso viajes aparentemente fantásticos bajo vela solar pueden planificarse con el rigor matemático terrestre.

Resumen original

tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2607.10150

Solar sails present an attractive but challenging propulsion method for large-scale, long-duration trajectory design problems. In 2025, the 13th Global Trajectory Optimization Competition (GTOC13) presented a trajectory design problem involving an exoplanetary solar sailing spacecraft in the fictional Altaira system, where the goal is to collect scientific return from flybys of planets, comets, and asteroids. High-scoring solutions combine combinatorial gravity assist tour design with continuous solar sail trajectory optimization. This paper presents the solution approach developed by the team `TheAntipodes' during GTOC13. The approach combines several search and optimization stages: (1) trade studies to identify competitive entry opportunities, (2) large-scale beam search over ballistic gravity assist tours to identify beneficial planetary structures, (3) resonant targeting strategies for Vulcan flyby sequences, and (4) multi-leg solar sail trajectory refinement using sequential convex programming (SCP). A key component of the refinement process is the use of a lossless control-convex solar sail formulation, which allows for large portions of the trajectory, including all gravity assist geometry and flyby timing, to be optimized simultaneously to maximize score. The resulting trajectory placed third, with a score of 337.878 from 133 scoring flybys, and exhibited a structure broadly similar to those of the other high-scoring solutions. This demonstrates the scalability of methods such as SCP for very large trajectory design problems.

La presión de la luz solar en la órbita de la Tierra es de aproximadamente 9 micronewtons por metro cuadrado, lo que equivale al peso de un mosquito distribuido uniformemente sobre una hoja de papel tamaño A4.

Una trama similar aparece en la novela de Arthur C. Clarke «Viento solar», donde yates de vela solar compiten en una regata de la Tierra a la Luna.

Científicos
Christian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel MayorR. A. RossiterDavid Charbonneau
Conceptos
vela solar sonda solar Parker tess método del tránsito sobrevuelo gps navegación