La generación de energía solar se ha vuelto mucho más barata y eficiente en los últimos años, pero no importa cuánto avance la tecnología, las limitaciones fundamentales siempre permanecerán: los paneles solares sólo pueden generar energía durante el día, las nubes a menudo se interponen en el camino y gran parte de la luz solar es absorbida por la atmósfera durante su viaje al suelo. ¿Qué pasaría si, en cambio, pudiéramos recolectar energía solar en el espacio y enviarla a la superficie?
La luz del sol es, en promedio, más de diez veces más intensa en la parte superior de la atmósfera que en la superficie de la Tierra. Y en una órbita lo suficientemente alta, la luz solar estaría disponible de forma continua, para capturar toda la luz solar disponible, capaz de transmitirse a estaciones receptoras en todo el planeta, donde sea que se necesite.

 

La energía sería transferida de forma inalámbrica, haciendo posible su transferencia a la estación receptora donde se requiera, incluso a la Luna u otros planetas, donde un suministro de energía fácilmente disponible aumentará nuestra capacidad para explorar estos lugares.

El concepto básico existe desde hace mucho tiempo, pero la necesidad de nuevas fuentes de energía limpia y segura le ha dado una nueva urgencia para ayudar a la transición de Europa a un mundo de carbono neto cero para 2050. La ESA planea investigar las tecnologías clave necesarias para hacer de la energía solar basada en el espacio una realidad funcional a través de su iniciativa SOLARIS.

 
Una de esas tecnologías, la transmisión de energía inalámbrica, se demostró recientemente en Alemania ante una audiencia de tomadores de decisiones de empresas y gobiernos. La demostración tuvo lugar en la X-Works Innovation Factory de Airbus en Múnich. Usando rayos de microondas, la energía verde se transmitió entre dos puntos que representan el 'Espacio' y la 'Tierra' a una distancia de 36 metros.

La energía recibida se usó para iluminar una ciudad modelo y producir hidrógeno verde al dividir el agua. Incluso sirvió para producir la primera cerveza sin alcohol del mundo enfriada de forma inalámbrica en un refrigerador antes de ser servida a la audiencia.
 
 
Para una versión funcional de un sistema de energía solar basado en el espacio, los satélites de energía solar en órbita geoestacionaria recolectarían la luz solar de manera permanente las 24 horas del día, los 7 días de la semana y luego la convertirían en microondas de baja densidad de potencia para transmitirla de manera segura a las estaciones receptoras en la Tierra. 

El mayor desafío es que, para generar niveles óptimos y económicamente viables de energía solar, las estructuras requeridas deben ser muy grandes, tanto en la Tierra como en el espacio. Un solo satélite de energía solar en órbita geoestacionaria podría extenderse más de un kilómetro de ancho, y la estación receptora en tierra necesitaría una huella más de diez veces mayor. Lo mismo sería cierto para las 'rectennas' de recolección en la superficie de la Tierra.
Alcanzar esta visión requeriría avances técnicos en áreas como la fabricación en el espacio y el ensamblaje robótico, la energía fotovoltaica de bajo costo y alta eficiencia, la electrónica de alta potencia y la formación de haces de radiofrecuencia. 

También se emprenderán más investigaciones para confirmar los efectos benignos de las microondas de baja potencia en la salud humana y animal y la compatibilidad con aeronaves y satélites.

Pero los costos de lanzamiento en todo el mundo continúan con una tendencia a la baja, lo que hace que dicha construcción sea económicamente factible, y el resultado final sería una fuente de energía limpia disponible continuamente. Un solo satélite de energía solar de la escala planificada generaría alrededor de 2 gigavatios de energía, equivalente a una central nuclear convencional, capaz de alimentar a más de un millón de hogares. Se necesitarían más de seis millones de paneles solares en la superficie de la Tierra para generar la misma cantidad.
SOLARIS de la ESA, que se propondrá a los ministros del espacio de Europa en el Consejo de la Agencia a nivel ministerial los días 22 y 23 de noviembre, investigará estas tecnologías para permitir que los Estados miembros de la Agencia tomen una decisión informada sobre la implementación futura de la energía solar basada en el espacio como una nueva fuente de energía limpia y siempre activa de 'carga base' que complementa las fuentes de energía renovables existentes, ayudando a Europa a alcanzar Net Zero para mediados de siglo.

Además, cualquier avance logrado en estas áreas también beneficiará a muchos otros esfuerzos de vuelos espaciales, así como a aplicaciones terrestres.