Los científicos han demostrado con éxito por primera vez que la energía solar puede transmitirse de forma inalámbrica en el espacio y también transmitirse a la Tierra.
El prototipo de energía solar espacial, denominado Maple, es una de las tres tecnologías clave que está probando el Proyecto de Energía Solar Espacial (SSPP) del Instituto de Tecnología de California (Caltech), cuyo objetivo es recolectar energía solar en el espacio y transmitirla a la superficie de la Tierra.
Maple, abreviatura de Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, consiste en una serie de transmisores de potencia de microondas livianos y flexibles, construidos con chips electrónicos personalizados, para transmitir la energía a las ubicaciones deseadas.
Para lograr con éxito su resultado, los científicos dijeron que dichos conjuntos de transmisión de energía deben ser livianos para minimizar la cantidad de combustible necesaria para enviarlos al espacio y flexibles para que puedan plegarse y transportarse en un cohete.
“A través de los experimentos que hemos realizado hasta ahora, recibimos la confirmación de que Maple puede transmitir energía con éxito a los receptores en el espacio. También pudimos programar la matriz para dirigir su energía hacia la Tierra, lo que detectamos aquí en Caltech”, dijo Ali Hajimiri, profesor de Ingeniería Eléctrica en Caltech, en un comunicado.
“Hasta donde sabemos, nadie ha demostrado nunca la transferencia de energía inalámbrica en el espacio, incluso con estructuras rígidas caras. Lo estamos haciendo con estructuras ligeras flexibles y con nuestros propios circuitos integrados. Esta es la primera vez”, dijo el Dr. Hajimiri.
Habiendo probado previamente en la Tierra, los investigadores ahora creen que el prototipo, hecho de materiales optimizados para las condiciones espaciales, puede sobrevivir a un viaje al espacio y operar allí.
Los resultados aún no se han publicado en una revista revisada por pares.
La nueva tecnología consiste en materiales ultraligeros de alta eficiencia que convierten la luz en electricidad y que también están hechos para ser compatibles con un sistema integrado de conversión y transmisión de energía.
Convierte la energía de corriente continua de la luz solar en energía de radiofrecuencia, como el tipo que se usa para transmitir señales de teléfonos celulares, y la envía a la Tierra como microondas significativamente inofensivas.
Maple también tiene una pequeña ventana a través de la cual la matriz puede transmitir la energía.
La matriz de transmisores en el prototipo utiliza elementos de control de tiempo para enfocar la energía dinámicamente en la ubicación deseada.
Una pequeña fracción de esta energía transmitida podría ser detectada por un receptor en el techo del Laboratorio de Ingeniería Gordon y Betty Moore en el campus de Caltech en Pasadena, dijeron los científicos.
Como era de esperar, la energía dirigida hacia la Tierra distribuyó la mayor parte de su poder sobre un área muy amplia, y el receptor del campus de Caltech solo detectó una fracción extremadamente pequeña.
Los investigadores están evaluando actualmente el rendimiento de los elementos individuales dentro del sistema.
En un análisis posterior que puede llevar hasta seis meses, esperan resolver las irregularidades en el sistema y rastrearlas hasta unidades individuales, brindando información para la próxima generación del prototipo.
Dado que la energía solar en el espacio exterior está constantemente disponible sin estar sujeta a ciclos de día y noche, estaciones y nubes, los científicos dijeron que puede producir ocho veces más energía que los paneles solares en cualquier lugar de la Tierra.
En su concepción completa, SSPP incluiría una constelación de naves espaciales modulares desplegadas en el espacio para recolectar luz solar, transformarla en electricidad y convertirla en microondas que se transmitirán a largas distancias a donde sea necesario.
“Los conjuntos de transmisión de energía flexibles son esenciales para el diseño actual de la visión de Caltech de una constelación de paneles solares similares a velas que se despliegan una vez que alcanzan la órbita”, dijo Sergio Pellegrino, codirector de SSPP.
“De la misma manera que Internet democratizó el acceso a la información, esperamos que la transferencia de energía inalámbrica democratice el acceso a la energía”, dijo el Dr. Hajimiri.