Paneles solares ultraligeros

En el espacio, la norma siempre ha sido cuanto más ligero, mejor. Y con vistas al futuro el problema del peso -que encarece los lanza-mientos- se complica todavía más. La próxima generación de telescopios espaciales incluye antenas y espejos cada vez mayores. Y si finalmente se convierten en realidad los planes de exploración planetaria tripulada harán falta hábitats adecuados en la Luna o Marte.

La resina se vuelve rígida a temperaturas bajas y mantiene la estructura desplegada

El requisito, por tanto, es una relación inversa entre peso y volumen. ¿Cómo lograrla? Con estructuras que se lancen plegadas y una vez en su destino -en la órbita terrestre o la superficie de otro planeta- se abran y se mantengan rígidas. La idea no es nueva, pero el desarrollo de nuevos materiales en los últimos años ha contribuido a reanimar el sector. Europa, con menos experiencia que Estados Unidos en esta tecnología, también fomenta su desarrollo.

Uno de los centros tecnológicos implicados en el proceso es el español Inasmet-Tecnalia que terminó en 2006 de desarrollar, en colaboración con varias empresas extranjeras, un panel solar pensado para GAIA, la misión que la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzará en 2011. La ESA finalmente lo seleccionó, a pesar de que según el responsable del área de espacio de Tecnalia, Jesús Marcos, era un 60% más ligero -una desventaja es que usa células solares flexibles, de eficacia aún baja comparada con las de otros paneles espaciales-. Pero no ha sido, en cualquier caso, tiempo perdido. La compañía vasca trata ahora de aplicar la tecnología desarrollada en otros sectores en tierra.

Uno de los avances en este sector proviene del desarrollo de resinas que rigidizan o curan en condiciones determinadas, compatibles con las que se dan en el espacio. "Tradicionalmente no ha habido en Europa fabricantes de este tipo de resinas, se concentraban en Estados Unidos", explica Marcos. "Pero Europa quiere evitar esa dependencia, y promueve esta tecnología entre las empresas europeas".

La rigidez de estas resinas puede variar con la temperatura, por ejemplo, pero también con la radiación ultravioleta. Una de sus ventajas es que una vez rígidas ya no necesitan un aporte constante de aire o energía para mantenerse así, al contrario que las estructuras hinchables convencionales. Además, una estructura inflable en el espacio puede resultar dañada más fácilmente por el impacto de partículas, o durante los cambios de órbita.

El panel experimental desarrollado por Inasmet-Tecnalia, más pequeño de lo que en realidad deberá llevar GAIA, se lanzaría enrollado y una vez en órbita se desplegaría "como un matasuegras", explica Marcos. La comparación no es del todo exacta. En este caso no es el aire lo que desenrolla la estructura, sino un dispositivo mecánico. Y tampoco es el aporte continuo de aire lo que mantiene abierto el panel, sino una resina que se vuelve rígida a bajas temperaturas. Más en detalle: el panel está hecho de fibra de carbono impregnado en la resina, pero lleva también un retículo, una malla, que se calienta y calienta el conjunto; el calor vuelve flexible a la resina, con lo que el panel puede desplegarse. Una vez en la posición definitiva, la resina se deja enfriar -el espacio está a 270 grados bajo cero- y rigidiza. El proceso puede repetirse muchas veces, porque al volver a calentarse el polímero recupera su flexibilidad. Inasmet ha desarrollado el concepto, el dispositivo de despliegue y el propio polímero, que está en vías de ser patentado.

El que el panel pueda recogerse y desplegarse cuanto se quiera "puede no ser muy interesante en el espacio, pero sí en otras aplicaciones en Tierra", dice Marcos. Entre éstas menciona las estructuras habitables para actuaciones humanitarias, con células solares flexibles incorporadas; o paneles solares que puedan ser usados en elementos arquitectónicos curvos.

La NASA, mientras tanto, ensayará un módulo hinchable de 3,5 metros de diámetro y 5,5 de alto propuesto por la compañía ILC Dover LP como posible hábitat lunar. En los próximos años, la NASA estudiará la resistencia estructural y de los materiales, el plegado, o cómo acondicionar el interior para habitantes humanos. La idea, según explica a Space.com la responsable del proyecto, Karen Whitley, es que los hábitats lunares sirvan de entrenamiento para un proyecto similar en Marte. Podrían empezar a montarse en la Luna en 2020, según Whitley.