Este avance marca un paso importante hacia una posible estación de energía solar basada en el espacio que podría ayudar a reducir la dependencia mundial de los combustibles fósiles en medio de la creciente lucha contra el cambio climático.
Crédito: Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL).
Durante la Conferencia Internacional sobre Energía desde el Espacio, celebrada esta semana, Koichi Ijichi, asesor del instituto de investigación Japan Space Systems, delineó la hoja de ruta de Japón hacia una demostración orbital de una planta de energía solar espacial en miniatura que transmitirá energía de forma inalámbrica desde la órbita terrestre baja a la Tierra.
«Será un pequeño satélite, de alrededor de 180 kilogramos, que transmitirá aproximadamente 1 kilovatio de potencia desde una altitud de 400 kilómetros», dijo Ijichi en la conferencia.
Un kilovatio es aproximadamente la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar un electrodoméstico —como un lavavajillas pequeño— durante aproximadamente una hora, dependiendo de su tamaño. Por lo tanto, la demostración está lejos de la escala requerida para uso comercial.
La nave espacial utilizará un panel fotovoltaico a bordo de 2 metros cuadrados para cargar una batería. La energía acumulada luego se transformará en microondas y se enviará hacia una antena receptora en la Tierra. Debido a que la nave espacial viaja muy rápido, a alrededor de 28.000 km/h, los elementos de la antena deberán estar dispersos en una distancia de aproximadamente 40 km, espaciados 5 km de distancia, para permitir suficiente energía para ser transmitida.
En enero de 2023, un satélite construido por ingenieros del Caltech como parte de la misión Space Solar Power Demonstrator, transmitió energía solar desde el espacio por primera vez. Actualmente, hay muchos más proyectos de demostración de energía solar basada en el espacio en proceso, incluyendo el japonés a lanzarse el año que viene.
«La transmisión solo tomará unos minutos», precisó Ijichi. «Pero una vez que la batería esté vacía, tomará varios días recargarse».
La misión, parte de un proyecto llamado OHISAMA (japonés para ‘sol’), está en camino de ser lanzada en 2025. Los investigadores ya han demostrado la transmisión inalámbrica de energía solar en tierra desde una fuente estacionaria, y planean llevar a cabo una transmisión desde una aeronave en diciembre. Según Ijichi, la aeronave estará equipada con un panel fotovoltaico idéntico al que se volará en la nave espacial y enviará energía a una distancia de 5 a 7 km.
De la concepción a la realidad
La generación de energía solar basada en el espacio, descrita por primera vez en 1968 por Peter Glaser, ex ingeniero de las misiones Apolo, ha sido considerada ciencia ficción. Aunque teóricamente factible, la tecnología se ha visto como impráctica y demasiado costosa, ya que requiere enormes estructuras que se ensamblen en órbita para producir la potencia de salida requerida.
Pero según los expertos que hablaron en la conferencia, esa situación ha cambiado como resultado de los recientes avances tecnológicos y la urgencia de descarbonizar el suministro de energía mundial para frenar el cambio climático.
Dibujo de la Patente de EE.UU. que representa el método basado en satélites de Peter Glaser para convertir la radiación solar en energía eléctrica. Crédito: Oficina de Patentes de EE. UU.
A diferencia de la mayoría de las tecnologías de generación de energía renovable utilizadas en la Tierra —incluida la solar y la eólica—, la energía solar basada en el espacio podría estar disponible constantemente, ya que no dependería del clima ni de la hora del día.
Actualmente, se utilizan plantas de energía nuclear o centrales eléctricas de gas y carbón para cubrir la demanda cuando el viento deja de soplar o después del atardecer. Las mejoras en la tecnología podrían ayudar a resolver parcialmente el problema en el futuro. Pero algunas piezas del rompecabezas aún faltan para asegurar un suministro de energía neutral en carbono sin problemas para mediados de siglo, como se estipula en los acuerdos internacionales sobre el cambio climático.
Los avances en tecnologías robóticas, mejoras en la eficiencia de la transmisión inalámbrica de energía y, lo más importante, la llegada del cohete gigante Starship de SpaceX podrían permitir que la energía solar basada en el espacio se convierta en una realidad.
Fuente: Space.com. Edición: MP.