La idea de llevar paneles solares al espacio para generar energía fotovoltaica las 24 horas del día comenzó a tomar forma a finales de la década de 1960, pero su notoriedad pública se debe a un relato de ciencia ficción de varios años antes, según recuerdan desde SolarLinkers, cotizador online de energía solar. En 1941, Isaac Asimov publicó «Razonamiento», describiendo un mundo en el que los seres humanos recolectaban energía solar desde una estación orbital y la enviaban a la Tierra a través de ondas de radio.
Convertir este concepto en realidad no ha sido fácil, pero hoy más de un proyecto está trabajando para hacer tangibles las ideas de Asimov y varios países y agencias espaciales se han embarcado en esta empresa. En junio de 2022, China anunció que había probado en tierra la primera estructura funcional de fotovoltaico inalámbrico, con el objetivo de tener una central solar experimental en órbita para 2035. La Agencia Espacial Japonesa también busca lanzar sus primeros paneles solares espaciales en 2025.
La Agencia Espacial Europea (ESA) está financiando también proyectos de fotovoltaica orbital, y en el Reino Unido, el gobierno ha encargado una investigación sobre las centrales solares en el espacio para evaluar su viabilidad, con la posibilidad de tener una primera estación fotovoltaica de demostración en 2040.
Cómo funciona el prototipo californiano
El prototipo de Energía Solar Espacial (SSPD) de Caltech lidera por ahora la carrera, indican desde SolarLInkers. Despegó el 3 de enero a bordo del cohete Falcon 9 en la misión Transporter-6 de SpaceX y pocas semanas después comenzaron las pruebas de las diversas tecnologías a bordo del SSPD. Esta pequeña plataforma de demostración consta de tres experimentos:
• DOLCE: una estructura plegable de aproximadamente 1,8 m2 que sirve como arquitectura modular base para instalar los paneles solares. En un futuro, varias unidades DOLCE formarán una constelación a gran escala, creando una central fotovoltaica en órbita.
• ALBA: una colección de 32 tipos diferentes de células solares que permitirán a los científicos evaluar cuál es la más eficiente para los futuros paneles solares en el espacio.
• MAPLE: una matriz de transmisores de potencia de microondas, ligeros y flexibles, controlados por chips electrónicos personalizados construidos con tecnologías de silicio de bajo costo.
Este último elemento es clave para la transmisión de la energía a la tierra. MAPLE ha sido desarrollado por un equipo de Caltech, que confirma que los transmisores pueden transmitir energía con éxito a los receptores en el espacio y programar el módulo para dirigir su energía hacia la Tierra. “Utilizando la interferencia constructiva y destructiva entre los transmisores individuales, el sistema puede mover el enfoque y la dirección de la energía emitida sin ninguna parte móvil. Gracias a elementos de control precisos, puede dirigir dinámicamente la potencia selectivamente hacia la ubicación deseada”, explican desde el centro.
La energía transmitida fue detectada por un receptor situado en el campus de Caltech en Pasadena. La señal recibida apareció en el tiempo y la frecuencia esperados.
Ultraligeros y flexibles
Los paneles solares ya se utilizan en el espacio, por ejemplo, para alimentar la Estación Espacial Internacional, pero para lanzar y distribuir sistemas lo suficientemente grandes como para proporcionar energía a la Tierra, el SSPP debe diseñar y crear sistemas de transferencia ultraligeros, económicos y flexibles, según explican desde Caltech.
Las unidades individuales están diseñadas para ser empaquetadas en paquetes de aproximadamente 1 m3 de volumen, que se abrirían en órbita como cuadrados planos de aproximadamente 50 m por lado, con células solares orientadas hacia el sol en un lado y transmisores de potencia inalámbrica hacia la Tierra en el otro lado.
