Esfuerzos para transmitir energía solar desde el espacio a la Tierra

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

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

Ali Hajimiri, profesor de ingeniería eléctrica en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), ha pasado una década investigando formas de enviar células solares al espacio y transmitir energía a la Tierra, según CNN . Este año, Hajimiri y sus colegas dieron otro paso hacia hacer realidad la generación de energía solar desde el espacio. En enero de 2023 lanzaron Maple, un prototipo de 30 centímetros de largo equipado con un transmisor flexible y ultraligero. Su objetivo es recoger energía del Sol y transmitirla de forma inalámbrica al espacio. La cantidad de electricidad que recolectó el equipo de investigación fue suficiente para encender dos bombillas LED.

Sin embargo, el objetivo más amplio de los investigadores es ver si Maple puede transmitir energía a la Tierra. En mayo de 2023, el equipo decidió realizar un experimento para averiguar qué sucedería. En una azotea del campus de Caltech en Pasadena, California, Hajimiri y varios otros científicos pudieron captar la señal de Maple. La energía que detectaron era demasiado pequeña para ser de alguna utilidad, pero tuvieron éxito transmitiendo 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. Se trata de una fuente de electricidad disponible de forma constante, que no se ve afectada por el mal tiempo, la nubosidad, la hora de la noche ni las estaciones. Hay diferentes ideas para hacer esto, pero el método funciona así. Se lanzarán satélites alimentados con energía solar con diámetros superiores a 1,6 km a órbitas de gran altitud. Debido al enorme tamaño de las estructuras, éstas están formadas por cientos de miles de módulos más pequeños producidos en masa, como bloques Lego, ensamblados en el espacio por máquinas robóticas automatizadas.

Los paneles solares del satélite recogerán energía solar, la convertirán en microondas y la transmitirán de forma inalámbrica a la Tierra a través de un transmisor de señal muy grande, que puede transmitirse a una ubicación específica en el suelo con gran precisión. Las microondas pueden atravesar fácilmente las nubes y el mal tiempo y llegar a la antena receptora en la Tierra. Las microondas luego se convierten nuevamente en electricidad y se inyectan a la red eléctrica.

La antena receptora tiene un diámetro de unos 6 km y puede construirse en tierra o en el mar. Debido a que estas estructuras en forma de cuadrícula son casi transparentes, la tierra debajo de ellas se puede utilizar para paneles solares, granjas u otros usos. Un satélite de energía solar en el espacio podría proporcionar 2 gigavatios de electricidad, el equivalente a dos plantas de energía nuclear de tamaño mediano en Estados Unidos.

Una barrera importante para la tecnología es el alto coste de colocar plantas de energía en órbita. En la última década, eso ha comenzado a cambiar a medida que empresas como SpaceX y Blue Origin han comenzado a desarrollar cohetes reutilizables. Los costos de lanzamiento hoy rondan los 1.500 dólares por kilo, aproximadamente 30 veces menos que durante la era del transbordador espacial a principios de los años 1980.

Los defensores de esta idea argumentan que la generación de energía solar en el espacio podría proporcionar una fuente de energía para los países desarrollados que tienen enormes necesidades energéticas pero carecen de infraestructura. Esta fuente de energía también podría abastecer a muchas ciudades y pueblos remotos del Ártico que quedan sumidos en la oscuridad total durante meses cada año, y apoyar a las comunidades que se quedan sin electricidad debido a desastres naturales o conflictos.

Si bien todavía hay un largo camino por recorrer entre el concepto y la comercialización, los gobiernos y las empresas de todo el mundo creen que la energía solar espacial puede satisfacer la creciente demanda de electricidad limpia y ayudar a abordar la crisis climática. En Estados Unidos, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea planea lanzar un pequeño vehículo de prueba llamado Arachne en 2025. El Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos lanzó un módulo en mayo de 2020 en un vehículo de prueba orbital para probar el hardware de generación de energía solar en condiciones espaciales. La Academia de Tecnología Espacial de China tiene como objetivo lanzar un satélite de batería solar a una órbita baja en 2028 y a una órbita alta en 2030.

El gobierno británico ha realizado un estudio independiente y ha concluido que generar energía solar en el espacio es técnicamente factible con diseños como CASSIOPeiA, un satélite de 1,7 km que puede proporcionar 2 gigavatios de electricidad. La Unión Europea también desarrolló el programa Solaris para determinar la viabilidad técnica de la energía solar en el espacio.

En California, Hajimiri y sus colegas han pasado los últimos seis meses probando prototipos a prueba de estrés para recopilar datos para diseños de próxima generación. El objetivo final de Hajimiri es una serie de velas ligeras y flexibles que puedan transportarse, lanzarse y desplegarse en el espacio con miles de millones de piezas trabajando en perfecta sincronía para entregar energía donde se necesita.

An Khang (según CNN )

Enlace de origen: https://vnexpress.net/thu-nghiem-truyen-dien-mat-troi-tu-vu-tru-ve-trai-dat-4694273.html