Alfombras espaciales para enviar energía a la Tierra

Un nuevo proyecto espera desarrollar alfombras espaciales para enviar energía limpia a la Tierra.

Una vez considerada ciencia ficción, la tecnología capaz de recolectar energía solar en el espacio y transmitirla a la Tierra para proporcionar un suministro global de energía limpia y asequible se está acercando a la realidad.

A través del Proyecto de energía solar basado en el espacio (SSPP), un equipo de investigadores de Caltech está trabajando para desplegar una constelación de naves espaciales modulares que recolectan luz solar, la transforman en electricidad y luego la transmiten de forma inalámbrica donde sea que se necesite, incluso a lugares que actualmente no tienen acceso a energía confiable.

“Este es un proyecto extraordinario y sin precedentes“, dice Harry Atwater, investigador de SSPP y presidente de liderazgo de Otis Booth de la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Caltech.

“Ejemplifica la audacia y la ambición necesarias para abordar uno de los desafíos más importantes de nuestro tiempo, proporcionando energía limpia y asequible al mundo”.

El proyecto está dirigido conjuntamente por Atwater, y un diverso equipo de investigadores.

El aprovechamiento de la energía solar en el espacio se basa en avances revolucionarios en tres áreas principales, por una parte el grupo de investigación de Atwater trabaja en el diseño de fotovoltaicos ultraligeros de alta eficiencia (materiales que convierten la luz en electricidad) optimizados para las condiciones del espacio y compatibles con un sistema de transmisión y conversión de energía modular integrado.

“Estábamos trabajando con lo que llamaré materiales fotovoltaicos convencionales, que tenían que diseñarse de una forma que dificultaría alcanzar los objetivos de masa por unidad de área y potencia específica, por lo que básicamente tuvimos que repensar la energía fotovoltaica.

Como resultado, las clases de dispositivos fotovoltaicos que estamos probando en el espacio nunca antes habían volado al espacio” señala Atwater.

Otra de las áreas está a cargo del equipo de investigación de Hajimiri que se encuentra desarrollando la tecnología liviana y de bajo costo necesaria para convertir la energía de corriente continua en energía de radiofrecuencia (que se usa para transmitir señales de teléfonos celulares, por ejemplo) y enviarla a la Tierra en forma de microondas.

“El proceso es seguro”, explica Hajimiri.

“La radiación no ionizante en la superficie es significativamente menos dañina que estar bajo el sol.

Además, el sistema podría apagarse rápidamente en caso de daño o mal funcionamiento”, concluye.

“Va a revolucionar la naturaleza de la energía y el acceso a ella para que se vuelva omnipresente, se convierta en energía distribuible.

Puedes enviarlo donde lo necesites.

Esta redirección de energía se realiza sin ningún movimiento mecánico, puramente por medios eléctricos utilizando una matriz de enfoque, lo que la hace extremadamente rápida.” Concluye el experto.

La tercera de las áreas a desarrollar está en manos del grupo de Pellegrino, quienes trabajan inventando estructuras espaciales plegables, ultra delgadas y ultralivianas para soportar la energía fotovoltaica, así como los componentes necesarios para convertir, transmitir y dirigir la energía de radiofrecuencia hacia donde se necesita.

Pellegrino asegura que este trabajo es un tipo diferente de investigación, donde el equipo hace lo mejor que puede en su propio campo, pero también aprovechando la interfaz con otros campos.

“Es un sistema colectivo que realmente beneficiará a la sociedad.

Beneficiar a la sociedad es algo mucho más elaborado que hacer un buen trabajo en tu propia área. Es mucho más desafiante” expresa Pellegrino.

La unidad básica del sistema que los investigadores imaginan es un mosaico de 4 pulgadas por 4 pulgadas que pesa menos de una décima parte de una onza.

Cientos de miles de estos mosaicos se combinarán en un sistema de satélites voladores similares a alfombras que, una vez desplegados, crearían una superficie de recolección de luz solar que mide algo más de 5600 metros cuadrados.

Una de las primeras preguntas que cualquiera se hace es:

¿Por qué quieres poner energía fotovoltaica en el espacio?.

“Bueno, en el espacio, donde no hay día, noche, nubes y cosas por el estilo, obtienes unas ocho veces más energía.

La visión de este programa es poder proporcionar tanta energía como se necesite, donde la necesite y cuando la necesite”.

El trabajo en el SSPP ha sido apoyado por más de 100 millones en fondos de Donald Bren, presidente de Irvine Company y miembro vitalicio de la comunidad de Caltech, y su esposa, Brigitte Bren, fideicomisaria de Caltech. Northrup Grumman Corporation proporcionó fondos para los estudios iniciales de factibilidad.

Atwater, Hajimiri y Pellegrino discutieron su progreso, y el potencial de transformación de la energía solar basada en el espacio, a medida que el proyecto se acerca a un hito importante: un lanzamiento de prueba de prototipos al espacio en diciembre de 2022.

Fuente: Caltech