Esfuerzos para transmitir energía solar desde el espacio a la Tierra

Los investigadores están llevando a cabo experimentos para generar energía solar en el espacio y transmitirla de forma inalámbrica de vuelta a la Tierra.

Simulación del satélite de energía solar CASSIOPeiA, de diseño británico. Foto: Space Solar — Simulación del satélite de energía solar CASSIOPeiA, de diseño británico. Foto: *Space Solar*

Ali Hajimiri, profesor de ingeniería eléctrica en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), lleva una década investigando cómo lanzar células solares al espacio y transmitir la energía de vuelta a la Tierra, según CNN . Este año, Hajimiri y sus colegas dieron un paso más hacia la materialización de la generación de energía solar en el espacio. En enero de 2023, lanzaron Maple, un prototipo de 30 centímetros de longitud equipado con un transmisor flexible y ultraligero. Su objetivo es captar energía del Sol y transmitirla de forma inalámbrica en el espacio. La cantidad de electricidad captada por el equipo es suficiente para encender dos bombillas LED.

El objetivo principal de los investigadores era comprobar si Maple podía enviar energía de vuelta a la Tierra. En mayo de 2023, el equipo decidió realizar un experimento para averiguarlo. En la azotea de un edificio del campus de Caltech en Pasadena, California, Hajimiri y otros científicos lograron captar la señal de Maple. La energía detectada era demasiado débil para ser útil, pero consiguieron transmitir electricidad de forma inalámbrica desde el espacio.

Producir energía solar en el espacio no es una idea muy complicada. Los humanos pueden aprovechar la enorme energía del Sol en el espacio. Es una fuente de electricidad disponible constantemente, sin verse afectada por el mal tiempo, la nubosidad, la hora del día o la estación del año. Existen muchas ideas diferentes para lograrlo, pero el método funciona así: se lanzan satélites de energía solar con diámetros superiores a 1,6 km a órbitas de gran altitud. Debido a su enorme tamaño, constan de cientos de miles de módulos más pequeños, producidos en masa, como piezas de Lego, ensamblados en el espacio por robots autónomos.

Los paneles solares del satélite captarán la energía solar, la convertirán en microondas y la transmitirán de forma inalámbrica a la Tierra mediante un transmisor de señal de gran potencia, capaz de alcanzar una ubicación específica en tierra con alta precisión. Las microondas pueden atravesar fácilmente las nubes y las inclemencias del tiempo, dirigiéndose hacia la antena receptora terrestre. Allí, se reconvierten en electricidad y se inyectan a la red eléctrica.

Las antenas receptoras tienen un diámetro de unos 6 kilómetros y pueden instalarse en tierra o en alta mar. Gracias a la transparencia casi total de la estructura de la red, el terreno subyacente puede utilizarse para paneles solares, cultivos u otras actividades. Un único satélite solar en órbita puede generar 2 gigavatios de electricidad, el equivalente a dos centrales nucleares de tamaño medio en Estados Unidos.

El principal obstáculo para esta tecnología ha sido el elevado coste de poner centrales eléctricas en órbita. En la última década, esto ha empezado a cambiar gracias a que empresas como SpaceX y Blue Origin han comenzado a desarrollar cohetes reutilizables. Los costes de lanzamiento rondan actualmente los 1500 dólares por kilogramo, unas 30 veces menos que en la época del transbordador espacial a principios de los años 80.

Quienes defienden esta idea afirman que la energía solar espacial podría abastecer de energía a los países desarrollados con enormes necesidades energéticas pero que carecen de la infraestructura necesaria. También podría dar servicio a las numerosas poblaciones y aldeas remotas del Ártico que permanecen en completa oscuridad durante meses cada año, y ayudar a las comunidades que sufren cortes de luz debido a desastres naturales o conflictos.

Aunque aún queda un largo camino por recorrer entre la concepción y la comercialización, gobiernos y empresas de todo el mundo creen que la energía solar espacial puede satisfacer la creciente demanda de electricidad limpia y contribuir a combatir la crisis climática. En Estados Unidos, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea planea lanzar un pequeño vehículo experimental llamado Arachne en 2025. El Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos lanzó un módulo en mayo de 2020 a bordo de un vehículo de prueba orbital para probar equipos de generación de energía solar en condiciones espaciales. La Academia China de Tecnología Espacial tiene como objetivo lanzar un satélite con baterías solares a órbita baja en 2028 y a órbita alta en 2030.

El gobierno británico ha llevado a cabo un estudio independiente que concluye que la generación de energía solar en el espacio es técnicamente viable con diseños como CASSIOPeiA, un satélite de 1,7 km capaz de generar 2 gigavatios de potencia. La Unión Europea también está desarrollando el programa Solaris para determinar la viabilidad técnica de la energía solar en el espacio.

En California, Hajimiri y su equipo han dedicado los últimos seis meses a someter prototipos a pruebas de resistencia para recopilar datos sobre diseños de última generación. El objetivo final de Hajimiri es una serie de velas flexibles y ligeras que puedan transportarse, lanzarse y desplegarse en el espacio, con miles de millones de componentes que funcionen en perfecta sincronía para suministrar energía donde se necesite.

An Khang (Según CNN )

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