Central eléctrica en el cielo: se lanza una misión para producir energía solar en el espacio

El demostrador, de 50 kilogramos de peso, se desplegará desde la nave espacial Momentus Vigoride, que un cohete Falcon 9 de SpaceX llevó al espacio recientemente, e incluirá tres componentes principales: el experimento DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composit Experiment), el experimento MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) y un conjunto de 22 tipos distintos de células fotovoltaicas denominado ALBA.

Figura 1. Los ingenieros bajan con cuidado la unidad DOLCE del Space Solar Power Demonstrator sobre la nave espacial Vigoride construida por Momentus.

«Durante muchos años, he soñado con cómo la energía solar basada en el espacio podría resolver algunos de los desafíos más urgentes de la humanidad», dijo Donald Bren, miembro del Consejo de Administración de Caltech, quien propuso por primera vez un proyecto de energía solar basada en el espacio al entonces presidente de Caltech Jean-Lou Chameau en 2011 y ayudó a proporcionar la financiación inicial para el proyecto en 2013, en un comunicado de Caltech. «Hoy, estoy encantado de apoyar a los brillantes científicos de Caltech en su carrera por hacer realidad ese sueño».

Esos científicos van a poner a prueba tres grandes retos de la energía solar basada en el espacio, a saber, el despliegue, la eficiencia y la transmisión inalámbrica de vuelta a la Tierra. Los experimentos ALBA y MAPLE tardarán en estar listos, pero DOLCE, que pondrá a prueba el despliegue del panel solar y la superestructura del demostrador, se realizará en primer lugar, y con bastante rapidez.

«Tenemos previsto ordenar el despliegue de DOLCE pocos días después de que Momentus nos dé acceso al demostrador. Deberíamos saber enseguida si DOLCE funciona», dijo Sergio Pellegrino, codirector del SSPP y profesor de ingeniería aeroespacial y civil en Caltech.

El despliegue del demostrador va a ser una maniobra delicada, como lo fue el despliegue del telescopio espacial James Webb en enero de 2022. DOLCE también probará nuevas tecnologías por primera vez en el espacio, y muchas cosas pueden salir mal.

«Muchas veces pedimos consejo a colegas [de la NASA y del Jet Propulsion Laboratory de Caltech] y de la industria espacial del sur de California sobre los procedimientos de diseño y prueba que se utilizan para desarrollar misiones de éxito. Intentamos reducir el riesgo de fracaso, aunque el desarrollo de tecnologías totalmente nuevas es un proceso intrínsecamente arriesgado», afirma Pellegrino.

Aun así, los beneficios podrían ser enormes, y no sólo para la energía solar espacial.

¿Qué es la energía solar espacial?

La energía solar espacial no es una idea nueva, pero sí apasionante. A diferencia de la energía solar terrestre, los satélites espaciales podrían evitar muchos de los inconvenientes de las células solares terrestres, como las condiciones meteorológicas adversas y los ciclos día-noche prolongados.

¿Cómo devolvemos esa energía a la Tierra?

Otro obstáculo importante, que MAPLE pondrá a prueba, es cómo hacer llegar a la Tierra la energía que se obtiene de un satélite espacial para que podamos utilizarla.

«Todo el conjunto flexible de MAPLE, así como sus chips electrónicos centrales de transferencia inalámbrica de energía y los elementos de transmisión, se han diseñado desde cero», explica Ali Hajimiri, también codirector de SSPP y profesor de ingeniería eléctrica e ingeniería médica en Caltech. «No se ha hecho a partir de elementos que se pueden comprar porque ni siquiera existían. Este replanteamiento fundamental del sistema desde la base es esencial para hacer realidad soluciones escalables para [el Demostrador]»

«Pase lo que pase, este prototipo es un gran paso adelante», añadió Hajimiri. «Funciona aquí en la Tierra y ha superado los rigurosos pasos que se exigen a cualquier cosa que se lance al espacio. Sigue habiendo muchos riesgos, pero haber pasado por todo el proceso nos ha enseñado valiosas lecciones. Creemos que los experimentos espaciales nos proporcionarán mucha información adicional útil que guiará el proyecto a medida que sigamos avanzando.»