Entre la realidad y la ciencia ficción

El pasado 16 de enero el Instituto Tecnológico de California (Caltech) publicó un comunicado en el que daba cuenta de la terminación exitosa del proyecto “Space Solar Power Demostrator” (SSPD-1) que tuvo como objetivo evaluar tres tecnologías clave para el aprovechamiento de la energía solar desde el espacio. El sol es una fuente de energía prácticamente inagotable, pero al mismo tiempo intermitente, no disponible durante horas de la noche. Así, colectar energía solar en el espacio, en donde el Sol brilla de manera permanente, tiene ventajas claras y según algunos expertos podría contribuir a mitigar la crisis climática.

Para este propósito, se han concebido proyectos como el de Caltech para colocar en una órbita terrestre espejos que reflejen la luz del Sol y la enfoquen en paneles solares para su conversión en energía eléctrica. La energía eléctrica así generada será a su vez convertida en radiación de microondas que son dirigidas hacia una estación receptora en la superficie terrestre que la transforma nuevamente en energía eléctrica para su distribución.

El proyecto SSPD-1 tuvo como propósito llevar a cabo tres experimentos: DOLCE, ALBA y MAPLE. DOLCE, según el comunicado de Caltech, “es una estructura que mide 1.8x1.8 metros que demuestra la novedosa arquitectura, el esquema de empaquetado y los mecanismos de despliegue de una estructura modular escalable que eventualmente formará una constelación de escala kilométrica que servirá como central eléctrica”.

Según el mismo comunicado, ALBA “es una colección de 32 tipos diferentes de celdas fotovoltaicas para permitir una evaluación de los tipos de celdas que pueden soportar entornos espaciales exigentes”, mientras que MAPLE “es un conjunto de transmisores de potencia de microondas livianos y flexibles basados ​​en circuitos integrados personalizados con control de sincronización preciso para enfocar la energía de manera selectiva en dos receptores diferentes para demostrar la transmisión de energía inalámbrica a distancia en el espacio”.

De acuerdo con la comunicación de Caltech, los tres experimentos fueron llevados a cabo de manera exitosa y servirán como punto de partida para desarrollar la energía solar espacial. En particular, se pudo demostrar el envío de energía mediante microondas entre dos puntos en el espacio, así como desde el espacio hacia el laboratorio de los investigadores en Caltech.

Por otro lado, al margen de los resultados exitosos del proyecto SSPD-1, la energía solar espacial según algunos expertos está todavía lejos de ser una realidad. No solamente por las pérdidas de energía que de manera inevitable se producen por la conversión de la energía solar en eléctrica y de ahí en microondas y nuevamente en eléctrica, sino fundamentalmente por el alto costo que implica colocar en órbita una instalación solar con dimensiones de kilómetros.

Con relación a esto último, hay que señalar que de manera óptima es necesario colocar a la instalación solar como un satélite de la Tierra en un punto fijo en el firmamento, es decir, en una órbita geo-sincrónica con un periodo de rotación de 24 horas, de modo que el satélite gire a la misma rapidez que rota la Tierra. La altura de una órbita sincrónica es de unos 35,000 kilómetros, aproximadamente un décimo de la distancia Tierra-Luna. Una órbita más baja reduciría el costo de desplegar la instalación solar, pero al mismo tiempo ésta giraría a una mayor velocidad que la Tierra y serían necesarios varios satélites solares para proporcionar energía continua a un punto dado sobre la superficie terrestre.

En la actualidad se están desarrollando cohetes más potentes capaces de poner en órbita grandes pesos -150 toneladas en el caso del cohete Starship de SpaceX- y con seguridad en algún momento será posible ensamblar en una órbita geo-sincrónica satélites solares para aplicaciones terrestres, algo que de momento suena todavía de ciencia-ficción. Dichos satélites serían capaces de proporcionar energía a partir de una fuente limpia y prácticamente inagotable. Además, de manera continua, ya que una instalación solar espacial no está sujeta ni al ciclo día-noche ni a las vicisitudes del clima de la Tierra, pues la radiación de microondas llegaría a la superficie de la Tierra aun a través de una capa de nubes.

Habría, no obstante, que hacer algunas precisiones. Primero, para evaluar a la energía solar espacial como una fuente limpia de energía habría que tomar en cuenta que poner en órbitas geo-sincrónicas estructuras kilométricas requiere de quemar enormes cantidades de combustible que generan residuos contaminantes. Y segundo, que un satélite en una órbita geo-sincrónica no está sujeto al clima de la Tierra, pero sí al clima del espacio con radiaciones de alta energía que degradan la eficiencia de los paneles solares. Así, como es lo usual, habría ganancias, pero no a costo cero.