O CiTIUS da USC lidera un proxecto internacional para alimentar satélites e vehículos espaciais mediante enerxía láser

RePowerSiC, un proxecto de investigación liderado polo CiTIUS da USC, traballará no desenvolvemento dun conversor láser capaz de transmitir enerxía sen fíos no rango dos kilovatios (kW) cunha eficiencia superior ao 80%. Para o seu desenvolvemento, o equipo da USC acaba de recibir 4,7 millóns de euros a través da convocatoria EIC Pahtfinder do programa Horizon Europe, dirixida a financiar proxectos de investigación pioneiros de alto risco que exploran tecnoloxías radicalmente novas e disruptivas.

O consorcio liderado polo equipo compostelán propón un cambio de paradigma nos sistemas de alimentación dos dispositivos remotos, e nel participan universidades e institucións de España, Alemaña, Bélxica, Dinamarca, Suecia e Suíza, ademais de axencias espaciais como a europea (ESA), entre outras organizacións e empresas de primeira orde mundial. O resultado das investigacións podería ter as súas primeiras aplicacións na redución do tamaño das baterías e alongar a vida útil dos dispositivos espaciais.

Como explican os investigadores do equipo do CiTIUS Antonio García Loureiro e Natalia Seoane Iglesias, RePowerSic (acrónimo anglosaxón de 'Sistemas espaciais de facho láser de alta eficiencia e potencia baseados en SiC') busca superar as limitacións das tecnoloxías de conversión de enerxía solar no espazo, que na actualidade dependen de paneis solares amparados por baterías -o que limita a súa capacidade de xerar enerxía a medida que os vehículos se afastan do sol-. A tecnoloxía desenvolvida neste proxecto permitirá a transmisión sen fíos de enerxía a longas distancias mediante láseres de alta potencia, aumentando a eficiencia, reducindo o peso e os custos, e prolongando a vida útil dos dispositivos espaciais.

Carburo de silicio
Para acadar este propósito, RePowerSic desenvolverá un conversor láser de alta potencia construído a base de carburo de silicio (SiC) como elemento principal; un material semicondutor coñecido pola súa alta eficiencia enerxética e resistencia a condicións extremas, o que o converte en candidato ideal para aplicacións espaciais. Este promete ser un avance disruptivo, xa que ofrece múltiples vantaxes: os aparellos son máis eficientes na conversión de enerxía láser e contan cun peso reducido, diminuíndo así os custos de produción. Ademais, o SiC permite unha mellor disipación da calor, o que reduce a necesidade de sistemas de refrixeración complexos e, en consecuencia, reduce o consumo enerxético.

Por outra banda, a súa durabilidade e resistencia a condicións extremas alongan a vida útil dos dispositivos, minimizando a necesidade de substitucións frecuentes e contribuíndo a minguar os residuos electrónicos. Todas estas características fan do carburo de silicio unha tecnoloxía máis ecolóxica e sustentable, avalando este material como unha opción clave para solucións sustentables a longo prazo en campos como a exploración espacial ou aplicacións terrestres de alta eficiencia.

A nova tecnoloxía facilitará tamén a exploración do espazo profundo, ao proporcionar enerxía de maneira máis eficiente a vehículos espaciais con necesidade de alimentación permanente, como satélites ou astromóbiles -rovers-, dispositivos autónomos de exploración espacial deseñados para moverse sobre a superficie dun planeta.
 
Aplicacións cotiás
Máis aló da exploración espacial, a tecnoloxía de RePowerSiC terá tamén aplicacións domésticas na Terra; dado que o proxecto afronta o reto da transferencia de enerxía a demanda e sen necesidade de cables, sectores como a agricultura ou a industria veranse beneficiados deste novo paradigma. Os sistemas de transmisión de enerxía sen fíos terán aplicación directa, por exemplo, sobre o uso de drons aéreos ou acuáticos en sectores agrícolas e industriais, así como para mellorar o acceso a zonas remotas na terra. Isto permitirá a creación de novos mercados ao reducir significativamente a dependencia de baterías, contribuíndo así mesmo a diminuír os residuos electrónicos.

O investigador do CiTIUS Antonio García Loureiro, máximo responsable do proxecto, afirma que “a tecnoloxía en desenvolvemento xogará un papel crucial na expansión do noso entendemento do universo e no avance da civilización humana”. “Farao ao converter en factibles unha variedade de aplicacións, operacións e misións de exploración, que ata o de agora estaban fóra do noso alcance”, observa. “Pensemos, por exemplo, nos obxectivos de futuro na exploración espacial”, prosegue, “que inclúen metas tan ambiciosas como o envío de robots máis alá dos confíns do sistema solar, ou establecer acceso continuo a destinos complexos como a Lúa e a súa cara oculta, os asteroides, ou mesmo Marte”, engade o científico.

A co-responsable de RePowerSIC, Natalia Seoane Iglesias, lembra que o persoal científico e de enxeñaría que “abordaron con éxito os desafíos espaciais do pasado non puideron prever a diversidade de aplicacións que o seu traballo innovador atoparía na Terra. E aínda que non podemos predicir exactamente de que xeito nos beneficiará a exploración espacial no futuro, os desenvolvementos en curso indican xa o potencial de vantaxes significativas en multitude de aplicacións, como o descubrimento de novos materiais, avances nos sistemas de transporte ou melloras na tecnoloxía informática, entre outros”. A investigadora, experta no campo dos semicondutores, opina que “da mesma maneira, o avance da tecnoloxía de transmisión de enerxía sen fíos desde o espazo tamén permitirá expandir a gama de aplicacións no noso planeta”, conclúe.

Na vangarda da investigación mundial
O EIC Work Programme é unha iniciativa da Comisión Europea a través do Consello Europeo de Innovación. Dentro del atópase o EIC Pathfinder: na súa edición 2023, o programa destinou 120 millóns de euros a financiar proxectos a través da convocatorias Pathfinder Challenge, centrando este último en desafíos específicos como a enerxía solar no espazo, a dixitalización na construción ou a refrixeración eficiente, entre outros. 
A concesión do proxecto RePowerSiC pon de manifesto a excelencia da proposta impulsada desde o CiTIUS, apoiada tras unha minuciosa avaliación á que concorreron centos de propostas en toda Europa.