Dotar a la Tierra de energía solar desde el espacio de manera inalámbrica es viable, demuestra esta sonda del Caltech

La próxima energía libre de emisiones de carbono que provea de carga a smartphones y computadoras podría no llegar desde granjas eólicas en Tierra, sino desde recolectores solares en el espacio. El Instituto Tecnológico de California (Caltech) es uno de los centros científicos que estudian la viabilidad de la infraestructura necesaria para la recepción de energía espacial. Su Demostrador de Energía Solar Espacial (SSPD-1) regresó de su misión de un año en la órbita de la Tierra. Los ingenieros están revisando sus datos para aprender lecciones importantes sobre el procedimiento que traerá energía de fuera.

Durante el periodo en el que orbitó, la SSPD-1 realizó tres experimentos principales para probar la tecnología de envío de energía. Según Thomas F. Rosenbaum, presidente del Caltech, la información que trajo la sonda muestra que, en el futuro cercano, será posible traer energía solar obtenida desde el espacio a precios competitivos.

DOLCE, ALBA Y MAPLE, los cimientos de las granjas de electricidad espacial

La recolección de energía solar en el espacio requiere el establecimiento de una granja de paneles. El Caltech explica que las centrales eléctricas espaciales deberán extenderse por kilómetros. Su estructura deberá ser un conjunto de módulos desplegables, como la Estación Espacial Internacional. Uno de los experimentos principales de la SSPD-1 fue el despliegue de DOLCE, una estructura de casi dos metros de largo por dos de ancho. Su transporte dentro de un cohete, así como su operación en escenarios de microgravedad, se considera un logro en sí mismo dentro del campo.

En el comunicado de instituto se aclara que DOLCE experimentó contratiempos a la hora de desplegarse. Uno de los cables que conectan los brazos se enganchó a la estructura y dañó la conexión entre el cuerpo y las partes móviles. En Tierra, el equipo tuvo que crear un modelo a escala real y resolver la operación de la estructura. Los ingenieros se dieron cuenta de que el sistema dañado se extiende mejor cuando el Sol lo calienta a través del reflejo de la luz en la Tierra.

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Por otro lado, a bordo de la SSPD-1 se instalaron hasta 32 tipos distintos de células fotovoltaicas con el fin de verificar cuál de ellas es la que mejor recolecta energía, la más resistente y la más ligera. Este experimento se llamó ALBA. Los resultados de la prueba permitirán que, en vuelos futuros, los constructores realicen módulos en superficies extendidas. “El equipo de celdas solares logró células espaciales no epitaxiales de bajo coste mediante el uso de procesos de producción baratos y escalables como los que se utilizan para fabricar las celdas solares de silicio actuales”, explicó el instituto.

La recolección de energía solar no servirá de nada si no se cuenta con un adecuado transmisor. La sonda del Caltech también experimentó con MAPLE, un conjunto de transmisores de potencia de microondas livianos y flexibles basados en circuitos integrados que controlan la sincronización precisa entre dos puntos.

Las celdas solares de película delgada de telururo de cadmio son uno de los primeros acercamientos a las granjas espaciales de luz.

Las celdas solares de telururo de cadmio dan esperanza a las granjas espaciales de energía

Un nuevo tipo de celdas solares de bajo costo alienta a los científicos a desarrollar páneles livianos y económicos de uso espacial.

MAPLE demostró que cuenta con la capacidad de transmitir inalámbricamente energía y dirigirla en forma de haz hacia la Tierra. Los escenarios estresantes del espacio llevaron al sistema de transmisión al límite y reflejaron una oscilación en el envío de energía. Con el equipo en la Tierra, los expertos analizaron las causas físicas y químicas que produjeron la caída de energía, así como la degradación de los elementos del mecanismo. En futuras misiones se usarán mejores materiales que incentiven su rendimiento.

La SSPD-1 cumplió satisfactoriamente con su misión. Su viaje de 365 días está siendo estudiado por el equipo de científicos a cargo del proyecto de energía solar. Traer energía verde desde el espacio parece no estar tan lejos, y algunos elementos fundamentales del plan se establecerán gracias a proyectos como el de esta sonda del Instituto Tecnológico California.