El Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. lanzo la primera prueba de hardware satelital de energía solar a orbita, que tiene como propósito realizar un estudio experimental sobre la temperatura y la eficiencia de producción de energía solar. La investigación apunta a diseñar prototipos solares espaciales más óptimos en un futuro y transmitir la energía de regreso a la Tierra.
Los ingenieros del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. (U.S. Naval Research Laboratory, NRL, por sus siglas en inglés), lanzaron al espacio el programa PRAM (Photovoltaic Radio-frequency Antenna Module), un Módulo de Antena de Radiofrecuencia Fotovoltaica, a bordo del vehículo de prueba orbital X-37B de la Fuerza Aérea el pasado 17 de mayo como parte de una investigación exhaustiva sobre el posible uso de la energía solar capturada en el espacio.
“Hasta donde sabemos, este experimento es la primera prueba en órbita de un hardware diseñado específicamente para satélites de energía solar, que podría desempeñar un papel revolucionario en nuestro futuro energético”, dijo Paul Jaffe, investigador principal de PRAM.
El módulo de 12 pulgadas probará la capacidad de obtener energía de su panel solar y transformar la misma en microondas de radiofrecuencia.
“PRAM convierte la luz solar para la transmisión de potencia por microondas. También podríamos haber convertido para la transmisión de potencia óptica”, dijo Chris Depuma, gerente del programa PRAM.
“La conversión a óptica podría tener más sentido para las aplicaciones lunares porque no hay atmósfera en la Luna. La desventaja de la óptica es que podría perder mucha energía a través de las nubes y la atmósfera.”
El uso de la energía solar para operar satélites dio inicio al comienzo de la era espacial con otra nave espacial NRL: el Vanguard I, el primer satélite en tener células solares.
El experimento actual se centra en el proceso de conversión de energía y el rendimiento térmico resultante. El hardware proporcionará a los investigadores datos de temperatura, junto con la eficiencia del programa PRAM en cuanto a producción de energía. Esta información impulsará el diseño de futuros prototipos solares espaciales.
Dependiendo de los resultados, el equipo apunta en última instancia a construir un sistema completamente funcional en una nave espacial dedicada para probar la transmisión de energía de regreso a la Tierra.
El desarrollo de una capacidad de generación solar espacial podría allanar el camino para proporcionar energía a instalaciones remotas como bases de operaciones avanzadas y áreas de respuesta a desastres, señala el comunicado de prensa de la NRL.
Este experimento permitirá a los investigadores probar el hardware en condiciones reales. La luz solar entrante viaja a través de la atmósfera de la Tierra, filtrando el espectro y reduciendo su brillo. Un sistema solar espacial que viaja por encima de la atmósfera captaría más energía de cada una de las bandas de color de la luz solar.
“En el espectro espacial hay más energía, lo que le permite agregar otra capa a las células solares para aprovechar eso”, dijo Jaffe.
“Esta es una razón por la cual la potencia por unidad de área de un panel solar en el espacio es mayor que en el suelo”, agrega Jaffe.
Vídeo de NRL sobre el programa PRAM
La Oficina Espacial de Seguridad Nacional recomendó en un estudio de factibilidad de 2007 investigar la tecnología satelital de energía solar. La experiencia de NRL con satélites alimentados por energía solar desde fines de la década de 1950 y su larga historia como pionero en el espacio, incluido el desarrollo de GPS, llevó a los investigadores a explorar aún más este campo emergente.
Los socios contribuyentes y de apoyo para este esfuerzo incluyeron el Fondo de Mejora de la Capacidad Energética Operacional en la Oficina del Subsecretario de Defensa para Investigación e Ingeniería, el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., La Oficina de Capacidades Rápidas del Departamento de la Fuerza Aérea, la Prueba Espacial del Departamento de Defensa Programa, Boeing, TSC Praxis Operations, Gulfview Research, Odin Engineering y SpaceQuest.
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