O que impulsiona uma sonda movida a vela solar, já que fótons não têm massa?

 

Os fotões não têm massa mas têm momento (quantidade de movimento).

A fórmula Newtoniana do momento é:

p = m·v

em que:

p é o momento
m é a massa
v é a velocidade

Mas isso é uma simplificação.

Fato é que os fotões (sem massa) carregam um momento bem pequenino mas não nulo. E eles são muuuitooooos.

Este momento está diretamente relacionado com o seu comprimento de onda e pode ser calculado através da fórmula:

p = h/λ

em que:

p é o momento do fotão
h é a constante de Planck (aproximadamente 6,626 x 10⁻³⁴ J⋅s)
λ é o comprimento de onda do fotão

Assim a luz oferece pressão, sim, sobre uma Vela Solar.

E se a luz não tivesse energia como é que os paineis solares iriam debitar corrente elétrica?

Embora o vento solar seja composto por partículas carregadas, o seu impacto numa vela solar padrão é mínimo em comparação com a transferência de momento dos fotões. A vela eólica solar elétrica (e-sail) é um conceito diferente que utiliza cabos carregados para extrair momento do vento solar, mas não é igual a uma vela solar tradicional, e é muito menos eficiente.

Porquê tal diferença?

1. A película de mylar metalizado duma vela solar pode ter somente alguns átomos de espessura e os cabos carregados duma e-sail teriam muito mais massa por unidade de superfície.
2. Quase todo o Vento Solar (partículas carregadas) passa através da vela solar — sim, até mesmo os eletrões que não penetrariam numa folha de papel, muito mais grossa, e os protões são ainda mais penetrantes.
3. Tem muitíssimo mais fotões na luz Solar que partículas no Vento Solar.