Suena como un plan inventado por un supervillano, si el ruin final de ese villano fuera proporcionar energía limpia y barata en todo el mundo: lanzar un conjunto de paneles solares de tres kilómetros de ancho que emiten la energía del sol a la superficie. Incluso el precio parece sacado de la ficción pop: cien millones de dólares. Pero este es un proyecto real en Caltech, financiado durante casi una década en gran parte por un solo donante.
El Proyecto de energía solar basada en el espacio ha estado en marcha desde al menos 2013, cuando llegó la primera donación de Donald y Brigitte Bren. Donald Bren es el presidente de Irvine Company y miembro de la junta directiva de Caltech, y después de escuchar sobre la idea de la energía solar basada en el espacio en Popular Science, propuso financiar un proyecto de investigación en la universidad, y desde entonces ha donado más de $ 100. millones para el propósito. La fuente de los fondos se ha mantenido en el anonimato hasta esta semana, cuando Caltech lo hizo público.
La idea surge naturalmente de las limitaciones actuales de las energías renovables. La energía solar es omnipresente en la superficie, pero, por supuesto, depende en gran medida del clima, la estación y la hora del día. Ningún panel solar, incluso en circunstancias ideales, puede funcionar a plena capacidad todo el tiempo, por lo que el problema se convierte en transferir y almacenar energía en una red inteligente. Sin panel solar en la tierra, eso es.
Sin embargo, un panel solar en órbita puede estar expuesto a toda la luz del sol casi todo el tiempo, y sin la reducción de su poder que proviene de esa luz que pasa a través de la atmósfera protectora y la magnetosfera del planeta.
El último prototipo creado por el SSPP, que recoge la luz solar y la transmite a través de la frecuencia de microondas. Créditos de imagen: Caltech
“Este ambicioso proyecto es un enfoque transformador para la recolección de energía solar a gran escala para la Tierra que supera esta intermitencia y la necesidad de almacenamiento de energía”, dijo el investigador de SSPP Harry Atwater en el comunicado de Caltech.
Por supuesto, necesitaría recolectar suficiente energía que valga la pena hacer en primer lugar, y necesita una forma de transmitir esa energía a la superficie de una manera que no pierda la mayor parte de ella en las capas protectoras antes mencionadas, sino también no fríe nada que pase por su camino.
Estas preguntas fundamentales se han analizado sistemáticamente durante la última década, y el equipo tiene claro que sin el apoyo de Bren, este proyecto no habría sido posible. Intentar hacer el trabajo mientras buscaba becas y rotar a través de estudiantes de posgrado podría haber impedido que se hiciera, pero la financiación constante significaba que podían contratar investigadores a largo plazo y superar los primeros obstáculos que podrían haberlos obstaculizado de otra manera.
El grupo ha producido docenas de estudios y prototipos publicados (que puede leer aquí), incluido el transmisor-colector solar más ligero fabricado en un orden de magnitud, y ahora está a punto de lanzar su primer satélite de prueba espacial.
“[Launch] actualmente se espera que sea el primer trimestre de 2023 ”, dijo a TechCrunch el codirector del proyecto Ali Hajimiri. “Involucra a varios demostradores para la verificación espacial de tecnologías clave involucradas en el esfuerzo, a saber, transferencia de energía inalámbrica a distancia, energía fotovoltaica flexible y liviana y estructuras espaciales flexibles desplegables”.
Diagrama que muestra cómo los mosaicos como el de arriba podrían unirse para formar tiras, luego naves espaciales, luego matrices de naves espaciales. Créditos de imagen: Caltech
Estas serán pruebas a pequeña escala (alrededor de seis pies de ancho), pero la visión es para algo bastante más grande. Más grande que cualquier cosa actualmente en el espacio, de hecho.
“Se prevé que el sistema final consista en múltiples módulos desplegables en vuelo de formación cercana y operando en sincronización entre sí”, dijo Hajimiri. “Cada módulo tiene varias decenas de metros de lado y el sistema se puede construir agregando más módulos con el tiempo”.
Créditos de imagen: Caltech
Eventualmente, el concepto requiere una estructura tal vez tan grande como 5-6 kilómetros de ancho. No se preocupe, estaría lo suficientemente lejos de la Tierra como para no ver un hexágono gigante bloqueando las estrellas. La energía se enviaría a los receptores en la superficie mediante una transmisión de microondas dirigida y orientable. Algunos de estos en órbita podrían transmitir energía a cualquier lugar del planeta a tiempo completo.
Por supuesto, ésa es la visión, que tardará muchos, muchos años, si es que va a tener lugar. Pero no cometa el error de pensar que esto tiene ese único objetivo ambicioso, incluso podría decir grandioso. La búsqueda de esta idea ha producido avances en células solares, estructuras espaciales flexibles y transferencia de energía inalámbrica, cada uno de los cuales se puede aplicar en otras áreas. La visión puede ser materia de ciencia ficción, pero la ciencia está progresando de una manera muy fundamentada.
Por su parte, Bren parece estar feliz con solo avanzar el balón en lo que considera una tarea importante que de otra manera no se habría intentado en absoluto.
“He sido un estudiante que investiga las posibles aplicaciones de la energía solar basada en el espacio durante muchos años”, dijo a Caltech. “Mi interés en apoyar a los científicos de clase mundial en Caltech está impulsado por mi creencia en aprovechar el poder natural del sol para el beneficio de todos”.
Volveremos a consultar con el SSPP antes del lanzamiento.
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