Europa se está tomando en serio la posibilidad de hacer realidad la energía solar basada en el espacio

Propuestas para la emisión de energía solar abajo del espacio han existido desde la década de 1970, pero la idea se ha visto durante mucho tiempo como poco más que ciencia ficción. Ahora, sin embargo, Europa parece estar tomándose en serio la idea de hacerlo realidad.

Energía solar basada en el espacio (SBSP) implica la construcción de conjuntos masivos de paneles solares en órbita para recolectar la luz solar y luego enviar la energía recolectada de regreso a la Tierra a través de microondas o láseres de alta potencia. El enfoque tiene varias ventajas sobre la energía solar terrestre, incluida la ausencia de la noche y las inclemencias del tiempo y la falta de una atmósfera para atenuar la luz de la suna.

Pero el desafío de ingeniería involucrado en la construcción de estructuras tan grandes en el espacio y las complejidades de las tecnologías involucradas han significado que la idea ha permanecido en el tablero de dibujo hasta ahora. El director general de la Agencia Espacial Europea, Josef Aschbacher, quiere cambiar eso.

Defensor de la tecnología desde hace mucho tiempo, Aschbacher anunció recientemente planes para un nuevo la investigación y el desarrollo programa llamar aled Solaris, que sentará las bases para un rol a gran escalalfuera de la tecnología a finales de este siglo. La propuesta se presentará al Consejo de la ESA, que toma las decisiones de financiación de la agencia, en una reunión en noviembre.

"basado en el espacio solar pLa energía sería un paso importante hacia la neutralidad de carbono y la independencia energética de Europa”, tuiteó. “Ya tenemos los componentes básicos principales, pero permítanme ser claro: para que el proyecto tenga éxito, aún se necesita mucho desarrollo tecnológico y financiamiento”.

El movimiento sigue al publicación de dos informes encargado por la agencia para evaluar la viabilidad de SBSP por parte de la consultora con sede en el Reino Unido Frazer-Nash y Roland Berger con sede en Alemania. Ambos concluyeron que la tecnología podría competir con otras formas de electricidad en precio a mediados de este siglo, pero algunas de las cifras son reveladoras.

El informe Frazer-Nash estimó que la la investigación y el desarrollo la inversión requerida para simplemente llegar a un prototipo de satélite SBSP podría ascender a 15.8 millones de euros (15.8 millones de dólares). La construcción del primer satélite operativo podría costar unos 9.8 millones de euros y su funcionamiento costaría otros 3.5 millones de euros durante su vida útil. Cuantos más satélites se construyan, más baratos serán, según predice el informe esa por el décimo satélite, los costes de capital habrán caído hasta los 7.6 millones de euros y los costes operativos hasta los 1.3 millones de euros.

Pero dado que es probable que se necesiten docenas de estos satélites para proporcionar una cantidad razonable de energía, esos costos se acumularán rápidamente. Un conjunto de 54 satélites SBSP de "clase gigavatio" costaría 418 millones de euros para desarrollar y operar, según el informe, lo que se compensaría con 601 millones de euros en beneficios derivados del ahorro en la producción de energía terrestre y las emisiones de CO2.s reducciones.

Y parece que esas cifras están sujetas a algunas advertencias bastante importantes. El Roland Berger reporte alcanzó estimaciones de costos similares para cada satélite SBSP al tener en cuenta "avances sustanciales en tecnologías clave y enfoques de fabricación". Pero cuando calcularon los costes basándose en la suposición de que vemos avances mínimos, el precio de 8.1 millones de euros saltó a 33.4 XNUMX millones de euros.

Hay muchas áreas en las que es necesario avanzar. Para empezar, estos satélites serían órdenes de magnitud más grandes que cualquier cosa que hayamos construido antes en el espacio; el informe de Roland Berger estima que tendrían una superficie total de unos 15 kilómetros cuadrados (5.8 millas cuadradas) en comparación con los 8,000 metros cuadrados (86,000 pies cuadrados)eet) de la Estación Espacial Internacional.

Es probable que cada satélite pese 10 veces más que la ISS de 450 toneladas, por lo que solo poner en órbita las materias primas requerirá un aumento de casi 200 veces en la capacidad de lanzamiento actual. Una vez allí, estas estructuras deberán ser ensambladas por robots autónomos (a diferencia de los robots controlados a distancia), lo que requerirá una mejora masiva tanto en la manipulación robótica como en la IA.

Cableado físico de estos sistemas juntos wUld agregar demasiado peso de lanzamiento, según el informe de Roland Berger, por lo que los aproximadamente dos millones de componentes que componen las estructuras wUld necesitan ser controlados y monitoreados de forma inalámbrica. Eso representaría una red de sensores y actuadores mucho más compleja que cualquier cosa que hayamos construido hasta la fecha.

Sin embargo, quizás el mayor desafío sea aumentar la eficiencia de la transmisión de energía inalámbrica sistema. El informe de Roland Berger señala que la Investigación Naval de los Estados Unidos El laboratorio ha logrado transmitir kilovatios de energía a distancias de aproximadamente una milla, pero transmitir gigavatios a miles de kilómetros a través del espacio con alta eficiencia requerirá avances fundamentales.

Si proyecto solaris obtiene el visto bueno, se centrará en el avance de la tecnología más avanzada en células solares de alta eficiencia, transmisión de energía inalámbrica y ensamblaje robótico en órbita. El programa está diseñado para ejecutarse hasta 2025, momento en el que se espera que haya proporcionado suficiente información para que la ESA decida si desea continuar con el desarrollo completo.

Pero dada la escala del desafío, algunos creen que el SBSP es un plan de fantasía con pocas posibilidades de convertirse en realidad. Como Ars Technica notas, Elon Musk ha ridiculizado la idea, y un análisis realizado por el físico Casey Handmer ha demostrado que las pérdidas de transmisión, pérdidas térmicas, logísticaal Los costos y la penalización que conlleva tener que construir su tecnología para sobrevivir a los rigores del espacio significan que SBSP será miles de vecess más caro que la energía solar terrestre.

Pero la ESA no es la única una persiguiendo esta idea. Japón ha estado investigando seriamente SBSP desde al menos 2014, y más recientemente el Reino Unido y China se han subido al carro.

Si alguno de estos gobiernos have el estómago para comprometer el tipo de recursos necesarios para hacer realidad el SBSP queda por ver, pero parece que el impulso se está construyendo.

Crédito de la imagen: ESA/Andreas Treuer