Los investigadores están realizando experimentos para generar energía solar en el espacio y transmitirla de forma inalámbrica a la Tierra.
Simulación del satélite solar CASSIOPeiA, de diseño británico. Foto: Space Solar
Ali Hajimiri, profesor de ingeniería eléctrica del Instituto Tecnológico de California (Caltech), ha dedicado una década a investigar maneras de lanzar células solares al espacio y transmitir la energía de vuelta a la Tierra, según CNN . Este año, Hajimiri y sus colegas dieron un paso más para hacer realidad la generación de energía solar en 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 captar energía del Sol y transmitirla inalámbricamente al espacio. La cantidad de electricidad que el equipo capturó fue suficiente para alimentar dos bombillas LED.
Sin embargo, el objetivo más amplio de los investigadores era comprobar si Maple podía transmitir energía a la Tierra. En mayo de 2023, el equipo decidió realizar un experimento para averiguar qué ocurriría. En una azotea del campus de Caltech en Pasadena, California, Hajimiri y varios otros científicos captaron la señal de Maple. La energía que detectaron era demasiado pequeña para ser útil, pero lograron transmitir electricidad inalámbrica desde el espacio.
Producir energía solar en el espacio no es una idea muy compleja. Los humanos podrían aprovechar la enorme energía del Sol en el espacio. Es una fuente de electricidad disponible en todo momento, independientemente del mal tiempo, la nubosidad, la hora de la noche o la estación. Existen muchas ideas para lograrlo, pero así es como funciona. Se lanzan satélites solares de más de 1,6 km de diámetro a órbitas de gran altitud. Debido al enorme tamaño de las estructuras, están compuestas por cientos de miles de módulos más pequeños, producidos en masa, como piezas de Lego, que son ensamblados en el espacio por robots automatizados.
Los paneles solares del satélite captarán la energía solar, la convertirán en microondas y la transmitirán de forma inalámbrica a la Tierra mediante un transmisor de señal de gran tamaño, que puede transmitirse a un punto específico en la Tierra con gran precisión. Las microondas pueden atravesar fácilmente las nubes y el mal tiempo, llegando a la antena receptora terrestre. Posteriormente, se convierten de nuevo en electricidad y se inyectan a la red eléctrica.
Las antenas receptoras tienen un diámetro aproximado de 6 kilómetros y pueden construirse en tierra o en alta mar. Gracias a su estructura reticular, prácticamente transparente, el terreno bajo ellas puede utilizarse para paneles solares, granjas u otros usos. Un solo satélite de captación de energía solar en el espacio podría proporcionar 2 gigavatios de energía, el equivalente a dos centrales nucleares de tamaño mediano en Estados Unidos.
El principal obstáculo para esta tecnología ha sido el alto coste de poner en órbita centrales eléctricas. Esto ha empezado a cambiar en la última década, con empresas como SpaceX y Blue Origin desarrollando cohetes reutilizables. El coste de lanzamiento ronda actualmente los 1500 dólares por kilogramo, unas 30 veces inferior al de la era de los transbordadores espaciales a principios de los años ochenta.
Los defensores de esta idea afirman que la energía solar espacial podría abastecer a países desarrollados con grandes necesidades energéticas, pero que carecen de la infraestructura necesaria. También podría abastecer a las numerosas localidades remotas del Ártico que permanecen en total oscuridad durante meses al año, y ayudar a las comunidades que se quedan sin electricidad debido a desastres naturales o conflictos.
Si bien aún queda un largo camino por recorrer entre la concepción y la comercialización, gobiernos y empresas de todo el mundo creen que la energía solar espacial puede satisfacer la creciente demanda de electricidad limpia y ayudar a combatir la crisis climática. En Estados Unidos, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea planea lanzar un pequeño vehículo experimental 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 China de Tecnología Espacial tiene como objetivo lanzar un satélite de baterías solares a órbita baja en 2028 y a órbita alta en 2030.
El gobierno del Reino Unido ha realizado un estudio independiente y ha concluido que la generación de energía solar en el espacio es técnicamente viable con diseños como CASSIOPeiA, un satélite de 1,7 km capaz de suministrar 2 gigavatios de energía. La Unión Europea también está desarrollando el programa Solaris para determinar la viabilidad técnica de la energía solar en el espacio.
En California, Hajimiri y su equipo han pasado los últimos seis meses probando prototipos a prueba de estrés para recopilar datos para los diseños de próxima generación. El objetivo final de Hajimiri es una serie de velas flexibles y ligeras que puedan transportarse, lanzarse y desplegarse en el espacio, con miles de millones de componentes trabajando en perfecta sincronía para suministrar energía donde se necesita.
An Khang (según CNN )
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