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May 21, 2023

Cientistas estão mais perto de aproveitar a energia solar do espaço

Na noite de 22 de maio, um grupo de pesquisadores e estudantes se reuniu em torno de uma

Na noite de 22 de maio, um grupo de pesquisadores e estudantes se reuniu em torno de um monitor de computador no telhado do departamento de engenharia elétrica do Caltech. Os monitores foram conectados a equipamentos projetados para detectar a radiação de micro-ondas recebida de um satélite no espaço. E cerca de 300 milhas acima deles, bem acima da espessa cobertura de nuvens da noite, aquele satélite estava prestes a passar por cima, equipado como uma plataforma de teste para tecnologias que eles desenvolveram para coletar energia solar no espaço e projetá-la na Terra.

Os pesquisadores não esperavam muito. Eles já haviam alcançado seu objetivo principal em março: usar radiação de micro-ondas para projetar eletricidade através de uma lacuna de alguns centímetros para acender um par de LEDs a bordo da espaçonave para testar se seu sistema de transferência de energia, essencial para um dia reduzir a energia solar para a Terra, aguentaria no ambiente hostil do espaço. Havia muita incerteza sobre se eles poderiam obter uma pequena quantidade de energia mensurável na Terra em sua primeira tentativa. Ainda assim, eles ficaram quietos à medida que a hora da passagem do satélite se aproximava. Às 21h57, os monitores começaram a mostrar a radiação de fundo que os receptores captavam se fundindo em outra coisa: um sinal elétrico que combinava com o que estava sendo projetado pelo satélite. Eles detectaram com sucesso a energia de micro-ondas que seu novo sistema de transferência de energia estava direcionando para a Terra. "Demorou alguns instantes para assimilar", diz Ali Hajimiri, professor de engenharia elétrica da Caltech. "Então todo mundo ficou muito animado."

Hajimiri lidera um componente de um esforço maior de pesquisadores da Caltech para desenvolver tecnologia que possa reunir a energia do sol em satélites maciços orbitando a Terra e transmiti-la para alimentar a rede. É um conceito audacioso, com benefícios que mudarão o mundo, caso essas usinas de energia solar em órbita sejam construídas. Os painéis solares na Terra funcionam apenas durante o dia e não produzem muita energia em dias nublados ou quando o sol está baixo à noite ou no início da manhã. Em órbita, no entanto, esses painéis produziriam um fluxo constante de energia de emissão zero. "No espaço, é sempre meio-dia em um dia ensolarado", diz Hajimiri.

É uma ideia que capturou a imaginação de escritores e futuristas por décadas – a primeira menção publicada do conceito provavelmente veio em um conto de 1941 de I, Robot, escritor Issac Asimov. Mas mesmo quando os satélites de comunicação, pousos na lua e sondas para Marte se tornaram realidade, as usinas de energia solar permaneceram no reino da ficção científica. Muitos componentes necessários para tal sistema foram desenvolvidos ao longo dos anos, mas os problemas físicos de fazer aquela usina teórica decolar eram mais difíceis - qualquer sistema capaz de gerar uma quantidade útil de eletricidade seria pesado demais para ser colocado em órbita. .

Mas os pesquisadores do Projeto de Energia Solar Espacial da Caltech dizem que novos desenvolvimentos tecnológicos - particularmente o potencial para painéis solares flexíveis e extremamente leves e sistemas leves de transferência de energia para substituir antenas volumosas - trouxeram a ideia para o reino da realidade. O Demonstrador de Energia Solar Espacial da Caltech, lançado em janeiro, inclui uma variedade de diferentes tipos de painéis solares avançados para testar qual funcionará melhor para uma estação de energia solar espacial, bem como um sistema de teste projetado para se desdobrar em um painel de 6 por 6 pés estrutura que poderia ser usada para armazenar painéis solares, juntamente com o sistema de transferência de energia de Hajimiri.

A Caltech não é a única organização que se interessou por usinas de energia solar. O governo chinês está planejando uma missão em 2028 para demonstrar a tecnologia em órbita baixa da Terra. E em novembro passado, os ministros da ciência da UE deram luz verde ao Solaris, um projeto conjunto entre a Agência Espacial Européia (ESA) e a empresa aeroespacial Airbus para estudar a possibilidade de construir gigantescas usinas solares em órbita geoestacionária sobre a Europa. (Intencional ou não, a ligação com o mundo da ficção científica de meados do século permanece, com o projeto compartilhando o título do clássico romance de 1961 de Stanislaw Lem.)