Recientemente, un equipo de investigación chino ha propuesto un plan para una misión de demostración de energía solar espacial (SSP), que cumple con el primer paso del mapa de desarrollo SSP del Instituto de Tecnología Espacial de China (CAST), es decir, desplegar una misión de demostración entre 2026 y 2030.

El autor principal de comunicaciones, Hou Xinbin, declaró en una entrevista con la revista Photovoltaics que el concepto central de esta misión es validar varias de las tecnologías más importantes a través de una sola misión limitada, y estas tecnologías de validación son la base tecnológica central para misiones futuras. Dado que estas tecnologías son innovaciones disruptivas, su validación en el espacio hará que la SSP sea más factible técnicamente.

La energía solar espacial (SSP) es un método potencial de producción de energía verde que recopila energía solar mediante naves espaciales y la transmite de vuelta a la Tierra mediante transmisión inalámbrica de energía (WPT). En esta misión propuesta, la tecnología de transmisión de energía de microondas (MPT) es central, y también se probará la transmisión de energía láser (LPT); se inspeccionarán matrices de celdas solares de película delgada de alto voltaje y matrices de celdas solares concentradoras.

La matriz de celdas solares de la misión consta de una matriz de celdas solares de película delgada superligera de 10 kW, utilizando celdas solares de arseniuro de galio (GaAs) con una eficiencia superior al 30%. Su área es de 35 metros cuadrados e incluye tres partes: una matriz de celdas solares de alto voltaje, que generará 1 kW/500 V de electricidad para demostración; una matriz de celdas solares de voltaje medio, que generará aproximadamente 5 kW/100 V de electricidad para el propulsor principal (MPT) y el sistema de carga útil del propulsor de bajo voltaje (LPT), así como para el bus de la plataforma; y una matriz de celdas solares pseudo, utilizada para simular las características estructurales de los paneles solares. Además, se utilizó una matriz de celdas solares concentradoras con un diámetro de apertura de 2,4 metros, haciendo que la cantidad total de energía solar recopilada alcance 6,18 kW.

El sistema MPT abarca el subsistema de transmisión de microondas, el subsistema de control de haz y el subsistema receptor. El sistema de demostración está diseñado con una antena de 2 m x 2 m, con una frecuencia de trabajo de 5,8 GHz, y se planea transmitir aproximadamente 4 kW de potencia de microondas al subsistema receptor en la Tierra, con una distancia de transmisión de 424 a 600 km. El subsistema receptor consta de una antena rectificadora, un sistema de medición de dirección de haz y un transmisor de señal piloto.

En cuanto a LPT, se han demostrado dos casos de uso: transmisión de energía a tierra y transmisión a una nave espacial de seguimiento. El sistema LPT consta de un subsistema láser, un subsistema de transmisión láser y control de haz, y un subsistema receptor. Según los objetivos de la misión, la potencia láser transmitida será de 1 kW, con distancias de transmisión espacial de 10 km a 50 km y distancias de transmisión terrestre superiores a 400 km; para esta misión, se selecciona un láser de fibra óptica de 1064 nm.

Hou Xinbin resumió que el equipo continuará con investigaciones de seguimiento en misiones futuras, incluyendo diseño de sistemas, desarrollo de tecnologías clave, etc., y también prestará atención a cómo aplicar estas tecnologías innovadoras a otros campos.

El esquema de esta misión se publicó en la revista Space Solar Power and Wireless Transmission, titulado "Misión de demostración de generación de alta potencia y transmisión inalámbrica: Esquema para el primer paso en el desarrollo de energía solar espacial", formulado conjuntamente por científicos del Instituto de Tecnología Espacial de China, el Instituto de Tecnología Electrónica Espacial de Shandong, el Instituto de Ingeniería de Sistemas Espaciales de Shanghái, la Universidad de Electrónica y Tecnología de Xi'an y la Universidad de Chongqing.