El espacio es un lugar cada vez más accesible. La frecuencia y el abaratamiento de los lanzamientos espaciales ha abierto la puerta a plantear la posibilidad de enviar centros de datos al espacio, imprimir en la órbita terrestre paneles fotovoltaicos para alimentar megaconstelaciones o enviar la energía solar captada por los satélites a la Tierra.

En esta última categoría, cada día más concurrida, ha entrado un nuevo aspirante a convertir en realidad lo que Isaac Asimov anticipó en un relato de ciencia-ficción escrito en 1941. Se trata de Overview Energy, una startup estadounidense que cree tener la respuesta para acabar con la intermitencia y las limitaciones de la energía fotovoltaica.

Su apuesta para aumentar la cantidad de electricidad que generan las grandes plantas fotovoltaicas en la superficie terrestre es lanzar satélites al espacio capaces de concentrar y enviar la energía a demanda en el espectro del infrarrojo cercano, lo que evitaría los problemas habituales de la energía solar espacial (SBSP por sus siglas en inglés).

"Los sistemas fotovoltaicos de alta eficiencia y los láseres de alta potencia se han vuelto baratos, fiables y están disponibles en el mercado", explican desde la compañía. Y no sólo es una idea llamativa, sino que ya han demostrado su viabilidad.

El pasado mes de noviembre, una avioneta Cessna Caravan consiguió el primer hito de Overview Energy: logró transmitir energía a 5 km de altura mediante un láser de haz amplio. Los responsables de la compañía no quieren quedarse ahí y ya preparan el lanzamiento de su primer prototipo satelital para 2028.

Cómo funciona

Aunque hay varios tipos y estrategias en torno a la energía solar espacial, la base común consiste en lanzar decenas de satélites a gran altura, donde la luz solar es 10 veces más intensa que sobre la superficie terrestre, al menos en el hemisferio norte.

En el lugar donde se desplegarían estos satélites no hay noche ni nubes que interfieran, por lo que estos dispositivos estarían permanentemente orientados hacia el sol para captar toda la energía posible para, después, 'enviarla' hacia la Tierra.

Las principales diferencias tienen que ver con la captación de la luz y cómo enviarla a nuestro planeta. Según los responsables de Overview Energy, todos los proyectos de este tipo tienen que cumplir con cinco criterios básicos: seguridad, financiabilidad, coste, usar una superficie terrestre menor que la energía solar tradicional y resiliencia.

Hasta ahora, ninguna de las iniciativas planteadas habían conseguido resolver todos estos retos a la vez. Por ejemplo, las que apuestan por usar microondas para enviar la energía a la Tierra tienen problemas de seguridad y normativa, además de requerir gigantescos receptores específicos.

Otros ejemplos como los espejos orbitales tienen limitaciones como la creación de luces y destellos capaces de deslumbrar a pilotos de aviones, además de sólo ofrecer dos horas de prolongación de la luz diurna como máximo.

La propuesta de Overview Energy es muy distinta. El diseño utiliza celdas fotovoltaicas terrestres comunes para reducir costes. Para maximizar su eficiencia, el satélite cuenta con concentradores (espejos y lentes) que recogen la luz del sol y la enfocan intensamente sobre las celdas para generar electricidad.

Esa electricidad se envía a los módulos de diodos láser y radiadores. Así, cientos de módulos convierten la corriente eléctrica en haces de luz infrarroja cercana, una frecuencia invisible al ojo humano.

Dado que esta conversión genera altas temperaturas, el sistema cuenta con radiadores avanzados diseñados para disipar el calor en el vacío del espacio y mantener el equipo funcionando eficientemente.

Finalmente, la matriz óptica se encarga de la transmisión. Este sistema de lentes combina la salida de los múltiples diodos láser para formar un solo haz coherente y controlado.

Las ópticas dirigen este rayo con precisión milimétrica hacia receptores o balizas del tamaño de un contenedor estándar ubicados en grandes granjas solares de la Tierra, completando así el transporte inalámbrico de energía desde el espacio.

Así, los satélites de Overview operarán a una altitud de aproximadamente 36.000 kilómetros en órbita geosincrónica, "recogiendo la luz solar de forma continua y transmitiéndola como luz infrarroja invisible de baja intensidad", señalan en una nota de prensa. El objetivo es convertirlos en el primer sistema satelital para la generación de energía a escala de gigavatio.

La intensidad de la luz que llega a la superficie terrestre es similar a la de la luz solar, por lo que el haz es totalmente seguro, tanto para las personas como para la fauna. En teoría, este haz ancho tampoco afectaría a otras aplicaciones aeroespaciales.

Además, el diseño de la operativa no implica nuevas construcciones, sino el aprovechamiento de las plantas fotovoltaicas ya existentes. "Nuestros satélites son las primeras centrales eléctricas que pueden desplazarse, dirigiendo la energía a través de regiones en segundos y a través de continentes en minutos".

Lo que consigue este método es reforzar el sistema energético, haciéndolo más resiliente y convirtiendo la energía solar en un recurso disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Primeros pasos

El objetivo es muy ambicioso y todavía faltan muchos pasos para lograr la viabilidad definitiva del proyecto. Y es que, para producir un gigavatio de energía, se necesitarán 1.000 satélites de entre 150 y 180 metros de diámetro, con un peso aproximado de entre 8 y 10 toneladas.

Para poder desplegar esos gigantes solares en el espacio, desde la compañía los están diseñando para que puedan plegarse por completo y caber en uno de los cohetes de SpaceX.

Para alcanzar esta escala, "estamos resolviendo primero los problemas más aburridos y difíciles: materiales rentables, seguimiento preciso, arquitectura desplegable. A lo largo del camino, estamos probando nuestro sistema en una hoja de ruta pragmática que va desde el laboratorio hasta la aeronave y la órbita", indican en su página web.

El primer gran paso ha sido demostrar su viabilidad montando tecnología similar a la que estará presente en los futuros satélites en una avioneta. El pasado noviembre, el equipo completó con éxito esa primera fase, lo que supone "el primer ejemplo de transferencia inalámbrica de energía de alta potencia desde una plataforma en movimiento".

"No hay ninguna diferencia funcional entre lo que acabamos de hacer desde un avión y lo que vamos a hacer dentro de diez años desde el espacio con gigavatios", explicó Marc Berte, CEO y fundador de Overview Energy, en Heatmap. "La misma baliza, el mismo seguimiento, el mismo espejo, los mismos láseres, todo igual, solo que en lugar de desde el espacio, lo hicimos desde un avión".

En la hoja de ruta, el siguiente hito en el camino es llegar a la órbita terrestre baja en 2028 y empezar con las operaciones comerciales en órbita geosincrónica comiencen en 2030, en lo que sería la primera transmisión de megavatios desde el espacio del mundo.