Sähköpurje koostuu pitkistä, ohuista metallilangoista eli lieoista, jotka kelataan avaruudessa ulos aluksen reunaan kiinnitetyiltä rullilta. Alus pidetään pyörivässä liikkeessä, jolloin keskipakoisvoima oikaisee lieat säteittäiseen muodostelmaan aluksen ympärille. Lisäksi järjestelmään kuuluu elektronitykki, joka poistaa aluksesta elektroneja ja pitää näin aluksen sekä lieat positiivisesti varattuina. Käyttövoimansa elektronitykki saa aurinkopaneeleista.

Positiivisesti varatut lieat hylkivät aurinkotuulen positiivisesti varautuneita hiukkasia, protoneita ja muita ioneja. Näin lieat muodostavat aurinkotuulelle paljon paksumman virtausesteen kuin mitä langan fyysinen paksuus on.  Jos lieka pidetään esimerkiksi 20 kilovoltin positiivisessa potentiaalissa, sen sähkökenttä ulottuu noin 100 metriä ympäröivään aurinkotuuliplasmaan. Yksi tällainen 20 km:n mittainen lieka antaisi siis 4 km2 tehollista purjepinta-alaa. Täysikokoisessa sähköpurjeessa näitä liekoja voisi olla 50–100 kappaletta.

Sähköpurje on kevyt ja periaatteessa yksinkertainen työntövoimalähde pienille avaruusaluksille. Suurin siihen liittyvä tekninen haaste on liean valmistaminen. Yksinkertaista lankaa ei voi käyttää, koska sillä olisi liian suuri todennäköisyys tulla mikrometeoroidin katkaisemaksi lennon aikana. Ongelma voidaan ratkaista käyttämällä liekana useammasta säikeestä koottua nauhaa.

Sähköpurjetta ei pidä sekoittaa aurinkopurjeeseen, joka saa työntövoimansa Auringon säteilypaineesta (valosta), ei aurinkotuulesta.

Plasmajarru

Sähköpurjetta ei voi käyttää avaruusalusten vauhdittamiseen Maan magneettikehän sisäpuolella, koska aurinkotuuli ei sinne pääse. Luotaimet on siis ensin vietävä magneettikehän ulkopuolelle perinteisin raketein. Magneettikehän sisäpuolella samaa tekniikkaa voi kuitenkin käyttää satelliittien ratanopeuden hidastamiseen. Plasmajarruksi riittää yksikin lieka, jonka Maan painovoima pitää suorana. Lieka toimii eräänlaisena ”jarruvarjona” kyntäessään satelliitin mukana Maata ympäröivää harvaa plasmaa. Plasmajarrun avulla loppuun käytetyt tekokuut saadaan laskeutumaan alemmille radoille ja lopulta putoamaan ilmakehään, jossa ne tuhoutuvat. Näin voitaisiin vähentää avaruusromuongelmaa, jonka suosituimmille kiertoradoille kertyvät hylätyt satelliitit muodostavat.

Koelentoja ja kaupallistamista

FORESAIL-1 on Suomen Akatemian rahoittama 4 kg painoinen piensatelliitti, jossa lentää 60 m mittainen plasmajarruliekakoe. Laukaisu on aikataulutettu kesäkuulle 2022 Falcon-9 Transporter-5 -laukaisulla. Vuodenvaihteessa 2022/23 laukaistaan virolainen ESTCube-2 -piensatelliitti, joka myös kantaa samanlaista plasmajarrukoetta. Molemmat laitteet on tehty Ilmatieteen laitoksessa. Plasmajarrua ja sähköpurjetta kaupallistaa espoolainen Aurora Propulsion Technologies Oy -yritys, jolla on noin 25 työntekijää. Auroran päätuote on pienet höyryä ajoaineena käyttävät moottorit satelliittien asennon- ja radansäätöön. Auroran satelliitti AuroraSat-1 laukaistaan huhtikuussa 2022. Siinä on mukana myös Auroran tekemä plasmajarrulaite.