La costante solare è una misura della potenza di un metro quadrato di luce solare che impatta direttamente su un piano perpendicolare dello spazio al di sopra dell’atmosfera terrestre, ed è considerata un valore uniforme di 1,370 watt per metro quadrato. Questo cambia drasticamente, tuttavia, sulla superficie della Terra, poiché la luce solare deve attraversare diversi strati di atmosfera a seconda della latitudine e del livello del mare, nonché delle condizioni atmosferiche. Pertanto, la costante solare è in gran parte un numero di riferimento utilizzato su cui basare i valori effettivi di luce solare ricevuti ed è strumentale in aree come il posizionamento di pannelli solari per la generazione di energia fotovoltaica o solare e nei calcoli meteorologici e agricoli. In quanto valore puro al di sopra dei limiti dell’atmosfera, anche la costante solare varia del 3% a seconda del punto in cui la Terra si trova nella sua orbita del Sole, poiché l’orbita è leggermente ellittica.
Mentre i valori di radiazione solare per la costante solare di solito si concentrano sulla luce visibile, i valori sono un calcolo di tutta la radiazione elettromagnetica solare ricevuta. Ciò include la luce infrarossa, i raggi X e le onde radio trasmesse dal Sole, sebbene le onde ad alta frequenza come i raggi X costituiscano meno dell’1% dell’energia totale emessa. Laddove la luce solare ha raggiunto la superficie terrestre, questa radiazione viene definita insolazione e ha un livello ottimale di circa 1,000 watt per metro quadrato. I valori pratici dovuti a latitudini più elevate, elevazioni variabili, cielo coperto e altre cause di luce indiretta riducono questo valore a 250 watt per metro quadrato, riducendo il livello effettivo di energia solare che la Terra riceve nello spazio di un fattore superiore a cinque una volta raggiunge la superficie.
La costante solare è un valore importante da conoscere nel campo dello sviluppo di satelliti e sonde spaziali. Ciò è dovuto al fatto che questi sistemi sono spesso dotati di pannelli solari per la generazione di energia e che possono essere danneggiati da alcune radiazioni solari se non adeguatamente schermati. Le ricerche sui cicli solari per il Sole, che comportano il calcolo delle tempeste solari e dell’attività delle macchie solari, dipendono anche dalla costante solare e dal suo livello di densità di flusso o dalla quantità relativa di energia solare trasmessa per metro quadrato. Il Sole stesso è noto per avere una leggera variabilità dei suoi livelli di radiazione su cicli di 11 anni di ±0.2%. Questo, insieme a un aumento del 10% della costante solare ogni 10,000,000,000 di anni, può avere nel tempo impatti drammatici sul clima della Terra in aree regionali come il mare o su base globale.
Anche l’esplorazione spaziale con equipaggio in luoghi come la Luna della Terra o il pianeta Marte deve tenere conto della costante solare per queste regioni. L’energia solare è in gran parte simile al valore puro della Terra quando si trova sulla superficie della Luna, a causa della stessa distanza relativa dal Sole e del fatto che la Luna non ha atmosfera. Marte, tuttavia, avrà una costante solare diversa a causa del fatto che è in qualsiasi momento almeno 30,000,000 miglia (48,280,320 chilometri) più lontano dal Sole rispetto alla Terra e perché ha la sua atmosfera debole. Nello spazio o su pianeti e asteroidi sterili, la costante solare è l’indicatore principale di quanta energia è disponibile per trasformare le rocce in materiali utili come ossigeno e idrogeno, o per generare energia elettrica per sostenere sistemi ambientali artificiali e apparecchiature di comunicazione.