Rayo solar: científicos buscan almacenar energía en el espacio y enviarla a la Tierra
La gente se está dando cuenta de que esto no es solo ciencia ficción. Puede hacerse realidad
Imagen: PCJOW
Un equipo de ingenieros de la universidad estadounidense Caltech se está acercando a la posibilidad de generar abundante energía solar en el espacio. Luego transmitirla al suelo de manera inalámbrica. Lo que hasta hace años atrás parecía algo sacado de una novela de ciencia ficción, hoy da señales alentadoras de poder concretizarse.
Medio siglo atrás, un artículo titulado “Energía desde el sol”, publicado en la revista Science, explicaba en detalle cómo podría funcionar este prodigio de alta tecnología inalámbrica. En el espacio exterior, donde deambulan los satélites hechos por el ser humano, la luz del sol no es afectada por el clima. Y no hay día ni noche. Teóricamente, se podría recolectar energía solar las 24 horas del día, absolutamente libre de emisiones de carbono, para luego ser enviada a cualquier parte de la Tierra. El concepto acabó rápidamente en el baúl de las ideas curiosas, complicadas y costosas.
Esto está a punto de cambiar. El 3 de enero, un equipo de Caltech lanzó el demostrador de energía solar espacial. Se trata de un conjunto de experimentos en órbita para probar componentes clave para la energía solar generada el espacio. Comenzó a operar en mayo y está enviando resultados iniciales alentadores.
“La gente se está dando cuenta de que esto no es solo ciencia ficción. Puede haber un camino para hacer esto realidad”, dijo Ali Hajimiri, ingeniero eléctrico de Caltech y uno de los líderes del proyecto.
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Energía
Otros esfuerzos relacionados también están cobrando impulso. La Agencia Espacial Europea está elaborando un anteproyecto para una posible red espacial-solar europea. La Academia de Tecnología Espacial de China ha anunciado planes para un prototipo de satélite de transmisión de energía para 2028. Y los laboratorios militares en los EEUU están experimentando con tecnología que algún día podría transmitir energía desde el espacio a bases remotas o zonas de combate.
Uno de los desafíos centrales para todos estos proyectos es encontrar una forma segura, eficiente y confiable de transmitir gigavatios de energía al suelo y luego convertirlos en electricidad que las personas puedan usar. Hasta ahora, los rayos de microondas son la técnica preferida, en gran parte porque pueden viajar libremente por el aire sin importar el clima.
Si bien son similares a los que se usan en los hornos de microondas, estos rayos no estarían tan concentrados. Un estudio reciente de la Comisión Europea encontró que los haces de microondas entrantes serían demasiado débiles y difusos para dañar la salud humana. “Es básicamente la misma tecnología que la carga inalámbrica para su teléfono celular”, explicó Chris Rodenbeck, jefe del Grupo de Proyectos Avanzados del Laboratorio de Investigación Naval de EEUU, con sede en Washington, D.C. En 2021, Rodenbeck y sus colaboradores enviaron un haz de microondas de 1,6 kilovatios (también similares a los que se usan para las señales Wi-Fi, pero a una frecuencia más alta) desde un transmisor a un receptor a dos tercios de una milla de distancia en el Campo de Investigación del Ejército de EEUU en Blossom Point, Maryland. Así, quedó demostrado el concepto, otra cosa es ahora escalarlo hasta la órbita.
Datos
Los investigadores están experimentando con tecnología de transmisión en el espacio utilizando un dispositivo del tamaño de una hogaza de pan llamado módulo de antena de radiofrecuencia fotovoltaica o PRAM, según su sigla en inglés. Voló a bordo del avión espacial X-37B de la Fuerza Aérea de EEUU y convirtió efectivamente la luz del sol en microondas, pero en realidad no dirigió las ondas a ninguna parte, antes de regresar a la Tierra el año pasado. Rodenbeck está trabajando en un proyecto de seguimiento, Arachne, dirigido por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Dayton, Ohio. Arachne está diseñado para abordar la tarea más desafiante de transmitir energía desde la órbita a una estación en tierra. Está programado para ser lanzado en 2025.
Uno de los componentes clave del demostrador de Caltech es un prototipo de haz de energía llamado Maple, abreviatura de Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment. Ha generado microondas y las ha dirigido de una parte del satélite a otra, encendiendo dos LED de prueba, dijo Hajimiri. La distancia recorrida es pequeña, alrededor de un pie, pero es la primera demostración documentada de transmisión de energía en el espacio. El dispositivo también dirigió microondas hacia la Tierra, que fueron captadas por los detectores de Caltech en la superficie.