caltech lanza prototipo de satélite desarrollado para recolectar energía solar ilimitada en el espacio

proyecto de energía solar espacial de Caltech (SSPP)

El 3 de enero de 2023, el satélite prototipo del Proyecto de energía solar espacial (SSPP) de Caltech se puso en órbita con éxito. El prototipo, denominado Space Solar Power Demonstrator (SSPD), probará varios componentes clave de un ambicioso plan para recolectar energía solar en el espacio y enviarla de vuelta a la Tierra. La energía solar espacial es una forma de aprovechar el suministro prácticamente ilimitado de energía solar en el espacio exterior, donde la energía está constantemente disponible sin estar sujeta a los ciclos del día y la noche, las estaciones y la nubosidad. Cuando se complete, SSPP desplegará una constelación de naves espaciales modulares que recolectan la luz solar. Después, la transforman en electricidad para transmitirla de forma inalámbrica a largas distancias donde se necesite, incluso a lugares que actualmente no tienen acceso a energía confiable. Tras más de diez años de investigación, el lanzamiento representa un hito importante y promete hacer realidad lo que antes era ciencia ficción.

el Space Solar Power Demonstrator de Caltech | imagen cortesía de Caltech

transformando la energía solar del espacio en energía para la tierra

La nave espacial Momentus Vigoride transportada a bordo de un cohete SpaceX en la misión Transporter-6 llevó el SSPD de 50 kilogramos al espacio. El equipo de Caltech en la Tierra planea comenzar a ejecutar sus experimentos en el SSPD dentro de unas pocas semanas del lanzamiento.

Hay tres experimentos principales, cada uno encargado de probar una tecnología clave diferente del proyecto. DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment), es una estructura que mide 6 pies por 6 pies. Esta estructura comprende la arquitectura, el esquema de empaque y los mecanismos de implementación del módulo de naves espaciales, que eventualmente formarían una constelación a escala de un kilómetro formando una central eléctrica; ALBA es una colección de 32 tipos diferentes de celdas fotovoltaicas (PV). Así, se permitirá una evaluación de los tipos de celdas que son más efectivas en el duro entorno del espacio; y MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) es una matriz de transmisores de energía de microondas livianos y flexibles. Estos transmisores cuentan con un control de tiempo preciso que enfoca la energía selectivamente en dos receptores diferentes para demostrar la transmisión de energía inalámbrica a distancia en el espacio. Un cuarto componente adicional de SSPD es una caja de electrónica que interactúa con la computadora Vigoride y controla los tres experimentos en el espacio.

Algunos elementos de la prueba se llevarán a cabo rápidamente. «Planeamos comandar el despliegue de DOLCE a los pocos días de obtener acceso a SSPD de Momentus. Deberíamos saber de inmediato si DOLCE funciona», dice Sergio Pellegrino, profesor de ingeniería aeroespacial y profesor de ingeniería civil Joyce and Kent Kresa de Caltech y codirector de SSPP. Pellegrino también es científico investigador sénior en JPL, que Caltech administra para la NASA. Otros elementos requerirán más tiempo, pero el equipo de SSPP espera tener una evaluación completa del desempeño de SSPD dentro de unos meses del lanzamiento.

el prototipo de hoja de antena para el conjunto de transmisores de potencia que demuestra la flexibilidad de la unidad. Cada cuadrado naranja en el mosaico amarillo es una antena que debe ser impulsada por un solo transmisor | imagen cortesía de Lance Hayashida/Caltech

lo que una vez fue ciencia ficción PUEDE CONVERTIRSE en una realidad

lo que una vez fue ciencia ficción puede convertirse en realidad

El SSPP de Caltech comenzó en 2011 después de que el filántropo Donald Bren, presidente de Irvine Company y miembro vitalicio de la Junta de Síndicos de Caltech, supiera sobre el potencial de la fabricación de energía solar en el espacio en un artículo de la revista Popular Science. Intrigado por el potencial de la energía solar espacial, Bren se acercó al entonces presidente de Caltech, Jean-Lou Chameau, para discutir la creación de un proyecto de investigación de energía solar en el espacio. En 2013, Bren y su esposa, Brigitte Bren, fideicomisaria de Caltech, acordaron hacer la donación para financiar el proyecto. «Durante muchos años, soñé con cómo la energía solar basada en el espacio podría resolver algunos de los desafíos más urgentes de la humanidad», dice Bren. «Hoy, estoy encantado de apoyar a los brillantes científicos de Caltech en su carrera para hacer realidad ese sueño».

Aunque quedan numerosos desafíos y nada está garantizado, la mera capacidad de crear un prototipo digno del espacio representa un logro significativo del equipo SSPP. «Pase lo que pase, este prototipo es un gran paso», dice Ali Hajimiri, profesor de ingeniería eléctrica e ingeniería médica de Caltech y codirector de SSPP. «Funciona aquí en la Tierra y ha pasado los rigurosos pasos requeridos para cualquier cosa lanzada al espacio. Todavía hay muchos riesgos, pero haber pasado por todo el proceso nos ha enseñado lecciones valiosas. Creemos que los experimentos espaciales nos brindarán mucha información útil adicional que guiará el proyecto a medida que avanzamos».

Según Caltech, aunque las células solares han existido en la Tierra desde finales del siglo XIX y actualmente generan alrededor del 4 por ciento de la electricidad mundial (además de alimentar la Estación Espacial Internacional), era necesario repensar todo lo relacionado con la generación y transmisión de energía solar para su uso de gran escala en el espacio. Los paneles solares son voluminosos y pesados, lo que los hace costosos de lanzar, y necesitan un cableado extenso para transmitir energía.

Para superar estos desafíos, el equipo SSPP ha tenido que imaginar y crear nuevas tecnologías, arquitecturas, materiales y estructuras para un sistema que sea capaz de la realización práctica de la energía solar espacial, mientras que sea lo suficientemente ligero como para ser rentable para el despliegue masivo en el espacio, y lo suficientemente fuerte como para soportar el entorno espacial castigador. El conjunto completo de tres prototipos dentro del SSPD fue imaginado, diseñado, construido y probado por un equipo de aproximadamente 35 personas que incluye estudiantes graduados, posdoctorados y científicos investigadores.

infografía del Proyecto de energía solar espacial de Caltech (SSPP)