Phillip Hopkins
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Nota del editor: la próxima misión secreta de la Fuerza Espacial de EE. UU. De un avión espacial robótico X-37B se retrasó por el mal tiempo. Otro intento de lanzamiento se realizará el domingo por la mañana (17 de mayo)..
Un avión espacial militar secreto pronto probará la idea de usar rayos de microondas para enviar energía solar a la Tierra desde el espacio. Se espera que el avión espacial X-37B de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos se lance en órbita el sábado (16 de mayo) con un experimento a bordo que prueba la posibilidad..
El Experimento de Vuelo del Módulo de Antena de Radiofrecuencia Fotovoltaica (PRAM-FX) representa la primera prueba orbital de una tecnología de ciencia ficción concebida por primera vez en el siglo XIX: la energía solar satelital. Construye una gran matriz solar en órbita, según la idea, y podría recolectar suficiente luz solar (sin filtrar por los efectos atmosféricos o las nubes) para generar un poderoso haz de microondas. Una estación de recolección en la Tierra convertiría ese rayo en energía útil. Lance cualquier satélite a una órbita lo suficientemente alta y recibirá una corriente de luz solar casi constante, con solo breves pases a través de la sombra de la Tierra. Toda una constelación de paneles solares podría ofrecer energía ininterrumpida 24/7.
"La idea llamó mucho la atención y, en cierto modo, se hizo realidad a finales de los 60 y principios de los 70, cuando se hizo imperativo explorar fuentes de energía distintas a los combustibles fósiles", cuando los suministros de combustibles fósiles se volvieron inestables y los precios se dispararon, dijo Paul Jaffe, un ingeniero electrónico civil en el Laboratorio de Investigación Naval de los EE. UU. (NRL) y líder de la investigación de energía por rayos del NRL.
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Esa investigación disminuyó a medida que cayeron los precios del combustible, dijo Jaffe. Pero en 2007, el Departamento de Defensa tomó el relevo. Un rayo de satélite es una forma mucho más segura y eficiente de llevar energía a una base militar en el extranjero que los convoyes de camiones de combustible, dijo. Esos camiones, llenos de combustible combustible, pueden ser atacados y destruidos, poniendo en riesgo la vida de sus conductores y guardias. Pero un rayo de microondas pasa de manera invisible a través de la atmósfera sin vigilancia. No puedes dispararle.
Con el tiempo, los rayos también podrían alimentar drones militares, como los que ahora se utilizan para espiar y matar en el extranjero. Impulsados por un rayo de microondas, los drones podrían zumbar interminablemente sobre su cabeza sin tener que aterrizar para repostar. (Incluso más adelante, por supuesto, podría haber aplicaciones civiles para la tecnología).
Hasta ahora, PRAM-FX no puede hacer nada de eso. Pero ofrece al equipo de NRL una primera oportunidad de probar un componente clave de un satélite de energía solar en el entorno donde eventualmente funcionaría..
El dispositivo experimental intercala sus componentes electrónicos entre un panel solar y una placa posterior, según Chris DePuma, un ingeniero electrónico de la NRL que también trabaja en el proyecto. La matriz solar recolecta energía del sol, la convierte en una corriente eléctrica de CC y luego usa esa corriente para alimentar un microondas de 2,45 gigahercios "que teóricamente en el futuro se transmitiría desde una antena apuntada hacia un receptor", dijo DePuma. .
Sin embargo, para los propósitos de PRAM-FX, la energía de microondas aterriza en un cable coaxial que "la descarga" en un instrumento utilizado para registrar datos, dijo DePuma. Los investigadores de NRL compararán esa salida con la energía consumida al usar la matriz solar para determinar la eficiencia de su configuración..
"Esto informará la viabilidad y la economía de algo como los satélites de energía solar", dijo Jaffe. .
Esta no es la primera vez que estos investigadores prueban el equipo. Los experimentos en cámaras de vacío en la Tierra, utilizando lámparas para imitar los efectos del sol orbital, han ofrecido pistas sobre cómo funcionará PRAM-FX. Pero no hay nada como estar ahí arriba, dijeron los investigadores..
La plataforma secreta
PRAM-FX será una de varias cargas útiles de investigación a bordo del X-37B cuando se lance desde Cabo Cañaveral, Florida, el sábado. Eso es inusual: en sus cinco misiones anteriores, la Fuerza Aérea no mencionó al X-37B que transportaba cargas útiles científicas. En sus siete años y 10 meses acumulados en órbita, nunca se revelaron detalles sobre la carga útil del avión espacial o el propósito preciso..
Esta vez, sin embargo, se ofrece un poco más de información. Según una declaración de la Fuerza Espacial, el X-37B llevará un "módulo de servicio" al espacio con la primera carga útil de experimentos científicos del avión espacial. Desplegará un satélite conocido como FalconSat-8 con algunos experimentos a bordo, mientras que PRAM-FX y otro experimento permanecerán conectados al X-37B..
(El X-37B pertenece a la Fuerza Aérea, pero la Fuerza Espacial está manejando el lanzamiento. La Fuerza Espacial es una rama naciente de las fuerzas armadas, establecida en diciembre de 2019 por el presidente Donald Trump y encargada de manejar la guerra espacial).
Una ventaja clave de colocar PRAM-FX al X-37B, dijo Jaffe, es que su equipo puede aprovechar los sistemas de comunicaciones, la propulsión y otros recursos del X-37B. Eso le ahorra al equipo de NRL la molestia y el gasto de construir toda la maquinaria necesaria para que funcione un satélite flotante. Y la órbita del X-37B ofrecerá muchos ángulos solares diferentes para probar el equipo, dijo DePuma..
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El avión espacial sin tripulación opera un poco como un transbordador espacial robótico más pequeño: se lanza sobre un cohete Atlas V y permanece en órbita durante meses y meses. Su quinta misión anterior duró 780 días antes de que la máquina se deslizara de regreso a la Tierra el 27 de octubre de 2019..
Los investigadores de NRL consideraron otras posibilidades para llevar PRAM-FX al espacio, incluida una de las misiones de reabastecimiento de la estación espacial de la NASA, antes de aterrizar en el X-37B..
"Exploramos varios hosts diferentes como posibilidades y, en última instancia, esto ofreció la mejor combinación de disponibilidad para el vuelo y capacidad de integración, ya que nuestro experimento no es adecuado para ser su propio satélite debido a sus dimensiones [voluminosas], "Jaffe dijo.
Esto no conducirá a un arma, al menos según los científicos del Departamento de Defensa.
Si ha jugado al juego SimCity, es posible que esté familiarizado con un escenario ficticio en el que el rayo de uno de esos satélites solares se desvía, prendiendo fuego a los alrededores. También es fácil imaginar que un rayo de microondas orbital se utilice como arma..
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Si bien puede que no sea técnicamente imposible diseñar una situación de desastre, dijo Jaffe, tampoco es probable.
"La mayoría de la gente escucha 'microondas' e imagina esa cosa en su cocina que cocina cosas", dijo Jaffe..
Pero las frecuencias de microondas también se utilizan en los sistemas Wi-Fi y Bluetooth de su teléfono, dijo, y no son intrínsecamente peligrosas. Y no son una forma muy eficiente de prender fuego a cosas a grandes distancias, porque tienen densidades de potencia relativamente bajas..
"Una forma de pensar en la densidad de potencia es que si sales al sol en una tarde despejada, no vas a estallar en llamas ... pero a esa misma luz del sol no te estallará en llamas si tomas una lupa puede usarlo para prender fuego a algo ", dijo Jaffe. "No porque esté agregando energía, sino porque está concentrando la energía que cae sobre la lupa de tal manera que cae sobre un punto muy pequeño".
Ese no es un escenario realista aquí, dijo Jaffe..
"Para las microondas, es muy difícil enfocarlas de la misma manera que una lupa enfoca la luz solar", dijo Jaffe. "Es por eso que necesitas estas antenas realmente grandes".
Cuanto más grande sea la antena que tenga, mayor será la densidad de potencia que puede crear en la Tierra. Pero incluso las antenas enormes, de más de unas pocas millas de largo, tendrían dificultades para concentrar la energía a niveles peligrosos desde las órbitas altas necesarias..
"Un satélite solar basado en microondas sería muy difícil de armar, si es que se puede hacer", dijo Jaffe..
Aún así, si alguna vez se construye una constelación completa de satélites de energía solar, dijo, será clave diseñarlos para que no excedan los límites de energía de microondas ya establecidos por los reguladores de seguridad radiológica para prevenir cánceres e incendios..
A corto plazo, dijo Jaffe, esta tecnología se está desarrollando para los militares. Pero en el futuro, dijo que espera que conduzca a una fuente de energía limpia futurista que pueda beneficiar a todos y le dé a Estados Unidos un nuevo casi monopolio sobre el suministro de energía global..
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Publicado originalmente el .
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