Un satélite en órbita que prueba la viabilidad de la tecnología para recolectar y transmitir energía solar a la Tierra completó con éxito una misión de un año de duración.
Simulación del satélite Solar Space Power Demonstrator en órbita baja. Foto: Caltech
Según el resumen de la misión anunciado por el Instituto de Tecnología de California (Caltech) el 16 de enero, los ingenieros detrás del proyecto Solar Space Power Demonstrator (SSPD-1) evaluaron que los tres dispositivos colocados en el prototipo de satélite de 50 kg funcionaron con éxito y creen que el proyecto "abrirá el futuro para la energía solar en el espacio", según Popular Science .
Lanzado a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX a principios de enero de 2023, el SSPD-1 realizará tres experimentos. En primer lugar, el experimento DOLCE (Compuesto Ultraligero Desplegable en Órbita) probará la durabilidad y eficiencia de estructuras de células solares ultraligeras inspiradas en el origami. Por otro lado, el experimento ALBA probará 32 diseños de células solares para determinar cuáles son los más adecuados para el espacio. Por otro lado, el experimento MAPLE (Conjunto de Microondas para la Transferencia de Energía en Órbita Baja) probará un transmisor de microondas para enviar la energía solar captada en órbita a la Tierra.
Lo más importante es que MAPLE demostró por primera vez que la energía solar podía captarse mediante células fotovoltaicas y transmitirse a la Tierra mediante rayos de microondas. Durante ocho meses, los miembros del equipo SSPD-1 aumentaron deliberadamente la tensión en MAPLE, lo que redujo su capacidad para transmitir energía. Posteriormente, el equipo simuló el problema en el laboratorio y determinó que la causa residía en complejas interacciones termoeléctricas y en el debilitamiento de los componentes individuales del cúmulo.
Los resultados ayudan a refinar el diseño de muchos de los componentes de MAPLE para maximizar el rendimiento a largo plazo, dijo Ali Hajimiri, codirector del Proyecto de Energía Solar Espacial (SSPP) de Caltech y profesor de ingeniería eléctrica y médica.
Las células solares actuales utilizadas en satélites y otras tecnologías espaciales cuestan más de diez veces más producir que sus homólogas terrestres. Caltech explica que esto se debe principalmente al coste de añadir una capa protectora de película cristalina, denominada crecimiento por tracción, a la capa exterior. Mediante ALMA, los investigadores determinaron que, si bien las células solares de perovskita son diseños prometedores en la Tierra, presentan importantes deficiencias en su rendimiento en el espacio. Las células de arseniuro de galio, en cambio, funcionan de forma fiable durante largos periodos sin necesidad de una capa adicional.
En el caso de DOLCE, el equipo admite que no todo salió según lo previsto. A pesar de que inicialmente se había previsto un despliegue de tres a cuatro días, DOLCE experimentó varios problemas técnicos, como cableado y componentes mecánicos defectuosos. Sin embargo, los investigadores trabajaron para resolverlos utilizando cámaras satelitales para simular fallos en el laboratorio.
Pero incluso si el SSPD-1 tiene éxito, aún pasarán años antes de que la energía solar pueda aprovecharse de forma eficiente y asequible por satélite. Estimaciones anteriores sitúan el coste de la energía solar en el espacio entre 1 y 2 dólares por kWh, mientras que el coste actual en EE. UU. es inferior a 0,17 dólares por kWh. El coste de los materiales deberá reducirse significativamente, pero estos deberán ser lo suficientemente robustos como para soportar la radiación solar y la actividad geomagnética en el espacio.
Hay muchos otros problemas que deben abordarse antes de que la energía solar espacial pueda contribuir a una infraestructura energética sostenible para la humanidad. La cantidad de energía suministrada por el SSPD-1 mediante haces de microondas es minúscula en comparación con las necesidades diarias, y la célula solar espacial necesitaría tener miles de metros de ancho. También existen importantes problemas de seguridad al transmitir microondas y láseres potentes a la Tierra. El equipo del SSPP está trabajando para resolver todos estos problemas antes de que un parque solar orbital se convierta en una realidad.
An Khang (según Popsci )
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