Hardware de energía solar basado en el espacio listo para pruebas reales en el espacio
Agrandar / El marco necesario para implementar el hardware que funciona en la Tierra, por lo que es hora de probarlo en el espacio.Caltech/Momentus La energía solar se ha convertido en la forma más rentable de generar electricidad en la Tierra. Pero estar construido en la Tierra impone algunos límites significativos sobre la cantidad de energía que puede generar, ya que la oscuridad y las nubes a menudo se interponen en el camino. Así que siempre ha habido unas cuantas personas a las que les ha gustado la idea de poner paneles solares donde pudieran producir electricidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana: en el espacio. Si bien le brindaría energía casi las 24 horas del día, los 7 días de la semana, tiene una serie de desventajas muy obvias: altos costos de puesta en marcha, incapacidad para mantener el hardware y el desafío de devolver la energía a donde se necesita. Ha sido difícil determinar cómo afectarán estas compensaciones al mercado de la energía, en parte porque el mercado de la energía está cambiando muy rápidamente y en parte porque no sabemos realmente cómo sería el hardware solar basado en el espacio. Sin embargo, gracias a la financiación de un donante privado, los investigadores del Instituto de Tecnología de California han estado trabajando en silencio para desarrollar la tecnología necesaria para que funcione la energía solar basada en el espacio. Y aparentemente están listos para someter algún hardware de prueba a los rigores del espacio, gracias al exitoso lanzamiento de Falcon 9 esta mañana.
¿Qué necesitamos?
El diseño previsto del equipo de Caltech para una planta de energía basada en el espacio se caracteriza por una economía simple: el mayor costo será el viaje a la órbita, donde el peso es el factor clave. Por lo tanto, obtener el máximo rendimiento de un peso determinado es fundamental para el diseño. El diseño limita el peso en parte al minimizar la estructura de soporte para el hardware funcional, incluido el cableado. Lo hace al hacer que sus «paneles» sean autónomos y tener su propio soporte estructural y transformador de corriente. Estos paneles individuales se ensamblan en una superficie más grande como mosaicos, pero funcionan independientemente unos de otros. Ese diseño dicta lo que el equipo de Caltech necesita probar: un transmisor de energía liviano, una membrana delgada que se puede implementar en el espacio y varios materiales fotovoltaicos que se pueden colocar en la membrana flexible. Y eso es exactamente lo que hay ahora en el espacio en su hardware de prueba. El hardware incluye MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-Orbit Experiment), que es una serie de transmisores de microondas ligeros y flexibles capaces de la sincronización precisa necesaria para entregar una gran colección de transmisores que envían todos a un solo receptor. MAPLE tiene dos receptores diferentes a bordo para probar la capacidad de transmisión directa. DOLCE es el experimento compuesto ultraligero desplegable en órbita que se expandirá a un área de aproximadamente cuatro metros cuadrados en órbita. Está diseñado para probar el marco utilizado para extender y soportar la matriz solar en el espacio.
El hardware DOLCE en su forma compacta. Caltech/Momentus Caltech no dice qué significa ALBA, pero será una colección de 22 materiales fotovoltaicos diferentes y se usará para determinar cuáles funcionan bien en el espacio. Todo el hardware está conectado a un vehículo de transferencia orbital comercial, que se utiliza para lanzar satélites más pequeños a su órbita prevista. Las pruebas de DOLCE, que consisten principalmente en determinar si se implementa con éxito, deberían realizarse con relativa rapidez, con los resultados capturados por las cámaras de video a bordo y transmitidos a la Tierra. Por otro lado, esperan que las pruebas de los materiales fotovoltaicos tarden unos seis meses en órbita para dar resultados claros.
Primeros pasos
No es difícil entender por qué esto lo hizo un equipo universitario y no una empresa privada. El espacio es costoso y ni siquiera estamos seguros de qué tecnologías funcionarían para generar y transmitir energía desde la órbita. Esta sería una propuesta muy arriesgada para una empresa privada, especialmente dada la velocidad a la que el costo de la energía renovable ha estado cayendo en la Tierra. Según el estado de las pruebas, es probable que pase una cantidad significativa de tiempo antes de que podamos implementar una matriz solar operativa basada en el espacio. Pero en cierto modo, este momento puede ser apropiado. Las estimaciones actuales sugieren que podemos lograr una proporción muy alta de energía renovable, cerca del 70 por ciento, sin demasiados problemas. Sin embargo, descarbonizar la red eléctrica a partir de ese momento será cada vez más difícil, ya que problemas como los cambios estacionales y los fenómenos meteorológicos raros que reducen drásticamente la producción de energía se vuelven cada vez más difíciles de gestionar. Muy pocos lugares en el planeta están cerca de ese punto del 70 por ciento, y muy pocos lugares se han comprometido a descarbonizar completamente su red eléctrica. Por lo tanto, es probable que no enfrentemos los difíciles desafíos durante décadas. Por lo tanto, existe la posibilidad de que la energía solar basada en el espacio se elimine gradualmente al mismo tiempo que tenemos que tomar los pasos más difíciles y costosos hacia la descarbonización.
