China anuncia fecha para su ambiciosa estación solar espacial a 36.000 km de la Tierra

Lejos de alcanzar el nivel de una esfera de Dyson, China está decidida a llevar a cabo la construcción de una importante estación de energía solar en órbita terrestre. Se trata de un concepto más accesible que el soñado en décadas pasadas, que fue descartado por la NASA en los años 70-80 debido a su alto coste.

Con el cambio de era hacia energías renovables, China, famosa por adoptar tecnologías extranjeras para sus propios fines, está desarrollando un cohete gigante reutilizable conocido como CZ-9. La Academia China de Ingeniería (CAE) planea usar este cohete en el futuro para montar una gran estación solar a 36.000 km de la Tierra.

En 2013, el anuncio de China de investigar las estaciones de energía solar espacial fue recibido con escepticismo, considerándose un estudio teórico más, al igual que las iniciativas de NASA, JAXA y ESA. Sin embargo, China ha sorprendido al mundo con una agenda ambiciosa que ha tomado desprevenidos a otros países.

El primer prototipo chino, una central de 500 kW, se espera en 2030. Para 2035, se proyecta una versión operativa de 20 MW, y para 2050, una estación final de 2 GW.

Este proyecto es un desafío considerable dado que la tecnología no ha sido aplicada previamente a gran escala. Requerirá posiblemente cientos de lanzamientos y el ensamblaje de miles de paneles solares en órbita geoestacionaria. La viabilidad económica dependerá de que el cohete CZ-9 sea plenamente reutilizable.

A Long Lehao, experto en cohetes de la CAE, comparó la magnitud del proyecto con trasladar la presa de las Tres Gargantas a órbita geoestacionaria.

Antes de eso, pequeños demostradores de la futura estación solar espacial deben ser puestos en órbita. China ya realizó pruebas con globos aerostáticos y está levantando una estación receptora en Chongqing.

Para 2026, la Academia China de Tecnología Espacial (CAST) prevé desplegar paneles solares de 10 kW para probar la transmisión inalámbrica de energía, intentando transmitir 1 kW mediante láser y hasta 4 kW con microondas, tanto a la estación receptora en la Tierra como a un satélite próximo.

Funcionamiento previsto de la estación solar espacial de China

Los detalles técnicos sobre la granja de paneles solares que China planea desplegar en órbita geoestacionaria son escasos. Sin embargo, se han propuesto tres conceptos prometedores:

• En 2014, CAST sugirió una estación de 11,8 km con una antena circular de 1 km, luego adaptada a un diseño modular más sencillo de ensamblar, aunque con la desventaja de un haz rectangular.
• Ese año, la Universidad Xidian propuso una estación esférica de 8 a 10 km, utilizando paneles semirreflectantes para concentrar la luz.
• En 2016, la Universidad Aeroespacial de Shenyang propuso un diseño cilíndrico que refracta la luz hacia los paneles internos, simplificando el seguimiento solar.

Estos conceptos giran como girasoles hacia el Sol, capturando energía solar constante para transmitirla a la Tierra mediante haces de láser o microondas hacia antenas receptoras, convirtiéndola de nuevo en electricidad para almacenaje o uso en la red.

La transferencia inalámbrica se basa en el principio de interferencia de ondas, similar a las ondas en un estanque. Las ondas coordinadas amplifican la energía en una dirección específica, permitiendo dirigir los haces energéticos.

Como una lupa concentra la luz, se ajusta la sincronización de las fuentes para enfocar energía en un área concreta, como una antena terrestre, permitiendo un control de dirección rápido y preciso.

En órbita geoestacionaria, los paneles solares trabajan constantemente con alta eficiencia de conversión. No obstante, su implementación sigue siendo un reto debido a su complejidad y las interrogantes sobre la seguridad y eficiencia de la transmisión inalámbrica.

China pretende liderar la carrera por la energía solar en el espacio, al igual que lo hace en energía fotovoltaica en la Tierra. Japón logró en 2015 transmitir 1,8 kW de potencia vía microondas a 50 metros, y sigue investigando junto a Europa, EE.UU. y algunas empresas privadas.

Imágenes | Concepto de John C. Mankins, estación receptora en China