Placas solares orbitales para tener energía en la Luna: así será la central eléctrica espacial europea

Los preparativos para las nuevas misiones espaciales con destino a la Luna, desde los próximos pasos de la NASA con Artemis hasta el ambicioso plan chino para colonizar la superficie lunar, siguen su curso. Sin embargo, a medio y largo plazo sigue existiendo una cuestión sin resolver, al que todas las agencias espaciales buscan respuesta: cómo tener un suministro constante, abundante y fiable de energía para las bases lunares permanentes.

Mientras algunos apuestan por pequeños reactores nucleares capaces de ofrecer energía casi ilimitada, hay quien plantea alternativas que pasan por la captación de energía solar espacial. Es el caso de la startup suiza Astrostrom, que ha elaborado un estudio para la llamada Central Eléctrica Lunar para la Gran Tierra (Greater Earth Lunar Power Station o GE⊕-LPS). De hecho, la Agencia Espacial Europea (ESA) lo ha incorporado en el marco de su Plataforma de Innovación Espacial Abierta y su proyecto Solaris, ideado para captar energía solar en el espacio y enviarla a la Tierra. 

Lo que plantea Astrostrom es la construcción de una gran estación espacial habitable con miles de placas solares, construida casi al completo con recursos procedentes de la propia Luna. El objetivo final sería suministrar 23 MW de energía de manera continua a través de microondas a receptores móviles presentes en la superficie lunar. Sería la manera más limpia, barata y eficaz de "satisfacer las necesidades de las actividades de superficie, incluidas las futuras bases tripuladas", señala la ESA en un comunicado de prensa.

Enviar energía solar

La posibilidad de captar energía solar espacial (SBSP por sus siglas en inglés) y enviarla a la Tierra es un viejo anhelo de la humanidad. La ESA lo considera como la gran baza a nivel tecnológico para lograr la ansiada descarbonización total en 2050, pero sus orígenes se remontan a la idea de un inventor ruso a principios de siglo XX y un relato de ciencia ficción escrito por Isaac Asimov en 1941.

Su viabilidad se estudió a fondo en diversos programas estadounidenses en los años 70 del pasado siglo, pero los avances tecnológicos actuales son los que realmente están poniendo de nuevo la cuestión sobre la mesa. Lo demuestran propuestas como la de un equipo de científicos de Caltech (California), que en enero de este mismo año lanzó una nave a bordo de un cohete de SpaceX con tres experimentos para comprobar si se podría generar y transportar energía solar desde el espacio. ¿El objetivo final? La construcción de una gigantesca central en el espacio para proporcionar luz barata en todo el mundo.

Es la misma meta que persigue la Agencia Espacial Europea con el proyecto Solaris: una constelación de satélites para recoger parte de la ilimitada luz solar disponible en el espacio y transmitirla a la superficie terrestre. La iniciativa "podría suministrar electricidad a precios competitivos a los hogares y empresas europeas en 2040, desplazando a las fuentes de energía de combustibles fósiles y complementando las energías renovables existentes, como la solar fotovoltaica y la eólica, reduciendo la necesidad de soluciones de almacenamiento a gran escala", según recoge la página web de la ESA.

El GE⊕-LPS planteado por Astrostrom está asociado a este mismo proyecto, pero centrado en proporcionar energía a las infraestructuras humanas en la Luna. Para ello, inspirándose en la forma de una mariposa, desplegaría miles de paneles solares en forma de V con antenas integradas. Su configuración helicoidal se extendería más de un kilómetro cuadrado de un extremo al otro, lo suficiente como para proporcionar hasta 23 MW de forma constante, el equivalente al consumo medio mensual de 85.185 hogares europeos.

Más allá del diseño, lo realmente novedoso de la propuesta de Astrostrom es que las células monocapa de los paneles solares procederían de la superficie lunar, ya que estarían fabricadas a partir de pirita de hierro. Para ello, se utilizaría una producción automatizada con robots-mineros y un sistema para su transporte a una órbita lunar, ahorrando por el camino miles de millones de euros en costes. 

"Poner en órbita un gran número de satélites de energía solar desde la superficie de la Tierra plantearía el problema de la falta de capacidad de lanzamiento, así como una contaminación atmosférica potencialmente importante", sostiene Sanjay Vijendran, principal responsable del proyecto Solaris. "Pero una vez que un concepto como GE⊕-LPS haya probado los procesos de fabricación de componentes y el concepto de ensamblaje de un satélite de energía solar en órbita lunar, podrá ampliarse para producir más satélites de energía solar a partir de recursos lunares para servir a la Tierra".

Estación espacial

La futura estación espacial propuesta por la compañía suiza se situaría a unos 61.350 kilómetros de la superficie lunar, en un punto de Lagrange entre la Tierra y la Luna, un lugar específico del espacio en el que los objetos tienden a mantener una presencia estable y estacionaria.

Diseñada por el CEO de Astrostrom, el artista estadounidense Arthur Woods, con la colaboración del arquitecto suizo Andreas Vogler, su aspecto inicial se parecía a un donut gigante que giraba constantemente, formado por distintos anillos habitables en los que se simulaba la gravedad terrestre. Los distintos módulos con forma de barril estarían revestidos enteramente de paneles solares y una amplia antena de microondas se encargaría de enviar la energía a receptores situados en diversos puntos de la superficie lunar.

Diseño inicial de la estación espacial de Astrostrom Astrostrom Omicrono

En el centro se situaría un hábitat central al que llegarían tanto astronautas en misiones oficiales como turistas espaciales. Algunas de las ilustraciones incluyen segmentos en los que se observan parques, habitaciones de hotel, invernaderos y hasta un campo de golf. Sin embargo, el diseño parece haber evolucionado y ahora incluye ese despliegue en forma de mariposa de los paneles solares.

En cualquier caso, GE⊕-LPS serviría como pasarela entre la Tierra y la Luna, y como punto de partida de una nueva era de exploración espacial. Como señala Sanjay Vijendran, "crearía muchos otros beneficios, además de proporcionar suficiente energía limpia para la Tierra, incluido el desarrollo de un sistema de transporte cislunar, instalaciones de minería, procesamiento y fabricación en la Luna y en órbita, lo que daría lugar a una economía de dos planetas y al nacimiento de una civilización espacial".

Ilustración del envío de energía desde el espacio a la Tierra ESA Omicrono

La investigación sobre la viabilidad técnica y financiera del concepto ha llevado a Astrostrom a asegurar que esta novedosa estación y central eléctrica espacial podría llevarse a cabo sin necesidad de grandes avances tecnológicos. Y es que buena parte de las tecnologías básicas para las operaciones de extracción y fabricación de los paneles solares en la superficie lunar ya se utilizan o están en fase de desarrollo en la Tierra. Eso sí, para que GE⊕-LPS sea una realidad, son todavía necesarios importantes desarrollos de ingeniería y todavía está muy lejos de hacerse realidad. 

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