El proyecto de energía solar basado en el espacio (SSPP) en Caltech está funcionando para desplegar una constelación de naves espaciales modulares que recolectan luz solar, la transforman en electricidad y luego la transmiten de forma inalámbrica donde sea que se necesite, incluso a lugares que actualmente no tienen acceso a energía confiable.
Durante un período de dos años, han construido y demostrado dos mosaicos prototipo. Este es el elemento modular clave que captura la luz solar y transmite la energía. A través de ese proceso, aprendieron muchas cosas sobre cómo diseñar sistemas ultraligeros y altamente integrados de este tipo. El segundo mosaico prototipo de energía solar basado en el espacio es un 33 por ciento más liviano que el primero.
Los mosaicos modulares se escalan en una matriz más grande. Están montados en una estructura muy flexible que puede plegarse para caber en un vehículo de lanzamiento. Una vez desplegada, la estructura se expande y las tejas funcionan en conjunto y en sincronización para generar energía, convertirla y transferirla exactamente donde la necesita y en ningún otro lugar.
Caltech está trabajando en tres o cuatro avances tecnológicos que, combinados, transformarían la forma en que la energía solar espacial.
Arriba: una serie de pequeños paneles solares que forman parte del Proyecto de energía solar espacial integran energía fotovoltaica, circuitos de transferencia de energía e incorporan dirección de haz.
Crédito: Caltech
Mediante el uso de técnicas de plegado novedosas, inspiradas en el origami, pueden reducir significativamente las dimensiones de una nave espacial gigante para su lanzamiento. El embalaje es tan hermético como para estar esencialmente libre de vacíos.
El aprovechamiento de la energía solar en el espacio se basa en avances revolucionarios en tres áreas principales:
* El grupo de investigación de Atwater está diseñando fotovoltaicos ultraligeros de alta eficiencia (materiales que convierten la luz en electricidad) optimizados para las condiciones del espacio y compatibles con un sistema de transmisión y conversión de energía modular integrado.
* El equipo de investigación de Hajimiri está desarrollando la tecnología liviana y de bajo costo necesaria para convertir la energía de corriente continua en energía de radiofrecuencia (que se usa para transmitir señales de teléfonos celulares, por ejemplo) y enviarla a la Tierra en forma de microondas. El proceso es seguro, explica Hajimiri. La radiación no ionizante en la superficie es significativamente menos dañina que estar bajo el sol. Además, el sistema podría apagarse rápidamente en caso de daño o mal funcionamiento.
* El grupo de BPellegrino está inventando estructuras espaciales plegables, ultradelgadas y ultralivianas para soportar la energía fotovoltaica, así como los componentes necesarios para convertir, transmitir y dirigir la energía de radiofrecuencia hacia donde se necesita.
La unidad básica del sistema que los investigadores imaginan es un mosaico de 4 pulgadas por 4 pulgadas que pesa menos de una décima parte de una onza. Cientos de miles de estos mosaicos se combinarían en un sistema de satélites voladores similares a alfombras que, una vez desplegados, crearían una superficie de recolección de luz solar que mide 3.5 millas cuadradas.
El trabajo en el SSPP ha sido apoyado por más de $100 millones en fondos de Donald Bren, presidente de Irvine Company y miembro vitalicio de la comunidad de Caltech, y su esposa, Brigitte Bren, fideicomisaria de Caltech. Northrup Grumman Corporation proporcionó fondos para los estudios de viabilidad iniciales.
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