Prueba de energía solar en el espacio de EE.UU. con éxito

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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 demostrador de energía espacial solar en órbita baja. Foto: Caltech — Simulación del satélite demostrador de energía espacial solar 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 .

El SSPD-1 se lanzará a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 a principios de enero de 2023 y llevará a cabo tres experimentos. En primer lugar, el experimento Deployable on-Orbit ultraLight Composite (DOLCE) examina la durabilidad y eficiencia de las estructuras de células solares ultraligeras inspiradas en el origami. Mientras tanto, el experimento ALBA probó 32 diseños de paneles solares para determinar cuáles serían los más adecuados para el espacio. Al mismo tiempo, el experimento MAPLE (Conjunto de Microondas para Transferencia de Energía en Órbita Baja) probó un transmisor de microondas para enviar energía solar recolectada en órbita de regreso a la Tierra.

Lo más importante es que MAPLE demostró por primera vez que la energía solar puede recolectarse utilizando células fotovoltaicas y transmitirse a la Tierra mediante rayos de microondas. Durante ocho meses, los miembros del equipo SSPD-1 aumentaron intencionalmente las pruebas de estrés en MAPLE, lo que resultó en una disminución en las capacidades de transferencia de energía. Luego, el equipo simuló el problema en el laboratorio y determinó que la causa radica en complejas interacciones eléctrico-térmicas y en el debilitamiento de los componentes individuales del conjunto.

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 que se utilizan en satélites y muchas otras tecnologías espaciales cuestan hoy en día más de diez veces más producir que los dispositivos utilizados en Tierra. Caltech explica que esto se debe en gran medida al costo de agregar una película cristalina protectora llamada crecimiento por tensión superficial. Utilizando ALMA, los investigadores determinaron que, si bien las células solares de perovskita son un diseño prometedor en la Tierra, presentan grandes deficiencias en su rendimiento en el espacio. Mientras tanto, las baterías de arseniuro de galio funcionan de manera estable durante largos períodos de tiempo, sin necesidad de capas de película adicionales.

Para DOLCE, el equipo admite que no todo salió según lo previsto. Aunque el plan inicial era desplegarlo durante 3 o 4 días, DOLCE se encontró con muchos problemas técnicos, como cableado eléctrico y piezas mecánicas defectuosas. Sin embargo, los investigadores buscaron resolver el problema utilizando cámaras satelitales para simular el mal funcionamiento en el laboratorio.

Pero incluso si SSPD-1 resulta ser un éxito, todavía pasarán muchos años antes de que la energía solar pueda aprovecharse de manera eficiente y asequible mediante satélite. Estimaciones anteriores sugerían que la energía solar espacial costaría entre 1 y 2 dólares por kWh, mientras que los costos actuales en Estados Unidos son inferiores a 0,17 dólares por kWh. El coste de los materiales debe reducirse significativamente, pero que aún sean lo suficientemente resistentes para soportar la radiación solar y la actividad geomagnética en el espacio.

Hay muchas otras cuestiones que deben abordarse antes de que la energía solar espacial pueda contribuir a la infraestructura energética sostenible de la humanidad. La cantidad de electricidad transmitida por SSPD-1 a través de rayos de microondas es minúscula en comparación con las necesidades diarias, y una célula solar en el espacio necesitaría tener miles de metros de ancho. También vale la pena considerar la cuestión de seguridad que supone transmitir microondas y láseres potentes a la Tierra. El equipo de SSPP está trabajando para resolver todos los problemas antes de que un parque solar orbital sea realmente factible.

An Khang (según Popsci )

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