La energía fotovoltaica también nos lleva por el espacio

Recreación artística - Imagen de ESA

En marzo de 2004 se lanzaba al espacio la sonda Rosetta con la misión de orbitar alrededor del cometa 67P durante 2014 y 2015 y enviar el módulo de aterrizaje Philae a su superficie. Tanto Rosetta como Philae han funcionado con la energía recogida por sus paneles fotovoltaicos y almacenada en baterías.

Para fijarse y evitar rebotar en el aterrizaje, Philae debía lanzar dos arpones que no funcionaron, por lo que la sonda rebotó perdiéndose en una zona oscura del cometa sin poder alimentarse de la energía del sol por lo que se mantuvo en funcionamiento solamente durante dos días hasta que entró en hibernación. Durante ese tiempo se completaron experimentos y se hicieron mediciones que proporcionaron datos científicos sin precedentes.

Los científicos esperaban que Philae despertara de su hibernación en el verano de 2015, cuando el cometa 67P alcanzara su punto más cercano al Sol, a unos 186 millones de kilómetros (67P orbita alrededor del Sol una vez cada 6,6 años). Y efectivamente, el sistema fotovoltaico de Philae suministró suficiente energía para mantener despierto al módulo el 13 de junio de 2015 durante 40 segundos en los que las baterías se reactivaron. Esto indica que el sistema pudo resistir las durísimas condiciones climáticas y ambientales del cometa.

Ahora, faltando solamente un mes para finalizar la misión, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha encontrado a Philae descansando en una grieta. La noticia tiene una gran importancia científica, y también un cierto valor emocional para nosotros los fans de la fotovoltaica que hemos seguido esta misión completamente alimentada por energía solar durante doce años.

Posición en la que se encuentra Philae - Imagen de ESA

 

Imagen de Philae ampliada - Imagen de ESA

Imagen de Philae ampliada - Imagen de ESA

Las imágenes de Philae hibernando que se ven arriba, fueron tomadas por la cámara de Rosetta el 2 de septiembre, a una distancia de la superficie del cometa de 2,7 kilometros y muestran claramente el cuerpo principal del módulo de aterrizaje y dos de sus tres patas. También se ve perfectamente la orientación y posición, dejando bien claro por qué no recibió luz y resultó tan difícil establecer las comunicaciones después de su aterrizaje el 12 de noviembre de 2014.

Se desconocía la ubicación exacta en la que Philae hiberna hasta que el 5 de septiembre de este año, el equipo de la ESA encontró el módulo en las imágenes. Los datos obtenidos hasta ese momento daban indicios aproximados de dónde podía estar, pero la distancia a la que se encontraba Rosetta impedía tomar imágenes claras e identificar su ubicación exacta.

El próximo 30 de septiembre, Rosetta llevará a cabo su misión final para investigar el cometa de cerca. En un viaje de ida descendente recogerá más datos sobre su estructura interior.

Durante los 12 años que ha durado la misión, la nave espacial ha funcionado y se ha estado impulsando únicamente con energía fotovoltaica.

Para llegar al cometa, Rosetta viajó 6.4 millones de kilómetros utilizando la energía generada por sus dos paneles solares de 14 metros de largo. Durante su viaje entró en hibernación durante unos años para así ahorrar energía y reducir al mínimo los gastos de misión.

Philae es la primera sonda en ser alimentada por energía solar fotovoltaica. Todas las sondas de espacio profundo anteriores utilizaron generadores termoeléctricos de radioisótopos basados en la energía eléctrica generada a partir del calor liberado por la desintegración de un material radiactivo. La ESA no habiendo desarrollado esta tecnología, decidió basarse en la tecnología fotovoltaica.

Esperemos que la nave espacial Rosetta y la historia de la sonda Philae sean un precedente para demostrar el poder de las células solares que pueden conducirnos a los humanos una gran distancia, ya sea en la tierra o fuera de ella.

¿Porqué resulta tan interesante estudiar de cerca un cometa?

Los cometas son los objetos menos modificados del sistema solar desde que se formó hace 4600 millones de años. Con lo cual nos pueden aportar datos muy interesantes sobre su origen.
Otro aspecto relevante de los cometas es sobre la teoría de que todos aquéllos que han impactado en la Tierra durante miles de millones de años son la fuente que proporcionó el agua que hay en nuestro planeta desde que se enfrió su superficie.
Se cree que el agua de los océanos procede de los cometas ya que es difícil que esta agua sea un remanente de la formación original de la Tierra dadas las altísimas temperaturas que tenía su superficie cuando era de roca fundida. 
Otra cuestión importante es averiguar si el agua de los cometas contiene materia orgánica que podría ser precursora de la vida en la Tierra.

Imagen del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko tomada por Rosetta - Imagen de ESA

Vehículos eléctricos para reducir el cambio climático

Según un estudio realizado en Estados Unidos, los vehículos eléctricos fabricados actualmente podrían reemplazar el 90% de los vehículos de combustible.
Investigadores del MIT han llegado a la conclusión de que los vehículos eléctricos actuales, a pesar de su baja autonomía, podrían reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero.

El estudio publicado recientemente en la revista Nature Energy ha llegado a la conclusión de que una sustitución total de los vehículos convencionales por los eléctricos es posible hoy en día. Lo cual podría desempeñar un papel importante en el cumplimiento de los objetivos de mitigación del cambio climático.

El estudio realizado en Estados Unidos, concluye que aproximadamente el 90% de los vehículos particulares que circulan diariamente, podrían ser sustituidos por vehículos eléctricos de bajo coste disponibles hoy en el mercado, aún en el caso de que los coches pudiesen cargarse solamente durante la noche. Con el uso de vehículos eléctricos se superarían los objetivos climáticos a corto plazo de Estados Unidos para el transporte en vehículos particulares.

Teniendo en cuenta las emisiones de las plantas generadoras de energía eléctrica, el uso de vehículos eléctricos reduciría aproximadamente un 30% las emisiones ocasionadas por el transporte. Las reducciones más importantes de emisiones se llevarían a cabo más adelante con la descarbonización de las plantas generadoras de electricidad.

El equipo de investigadores trabajó cuatro años en el estudio, el cual supuso el desarrollo de un método para integrar dos grandes grupos de datos: uno consistente en información detallada del comportamiento de los conductores basado en datos obtenidos por GPS y otro conjunto más amplio y completo basado en encuestas. Los dos grupos de datos combinados abarcan millones de viajes de todo Estados Unidos.

Los investigadores del MIT encontraron que si se usaran vehículos eléctricos sería posible cubrir las necesidades diarias de energía de aproximadamente el 90 por ciento de los automóviles particulares de EE.UU. a un coste global para sus propietarios (teniendo en cuenta los costes de compra y usufructo) no mayor que el de los vehículos de combustión convencionales. El estudio contempló cargar la batería del coche una vez al día, en casa o en el trabajo. Esto supondría crear la infraestructura de carga necesaria.

La sustitución a gran escala de los actuales vehículos sería suficiente para cumplir los objetivos de reducción de emisiones establecidos a corto plazo por los EE.UU. en el sector del transporte de vehículos particulares, el cual representa alrededor de un tercio de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del país. La mayoría de estas emisiones provienen de vehículos particulares de baja potencia.

Aunque el vehículo eléctrico tiene muchos partidarios, también un gran número de críticos que hacen referencia a la autonomía, al precio de venta y a la escasa infraestructura que hay actualmente para la carga.

Con relación a la autonomía, en el estudio se vio que la gran mayoría de los coches que circulan no consumen diariamente mas energía que la que puede almacenar la batería de un coche eléctrico. Esto significaría que la mayoría de las recargas se harían durante la noche en casa o bien durante el día en el trabajo, por lo que en la mayoría de los casos la escasa infraestructura en realidad no sería de gran preocupación.

Los vehículos eléctricos que se comercializan actualmente tienen precios de venta superiores a los de los coches convencionales, sin embargo teniendo en cuenta la vida útil y los gastos de mantenimiento los costes terminan siendo similares.

Para que se generalice el uso de los vehículos eléctricos, las necesidades de los conductores tienen que cumplirse en todos los días. Habrá períodos o días de alto consumo, como en vacaciones, en invierno que se usa mucho la calefacción o en verano con el uso del aire acondicionado. Estos casos en los que la autonomía se reduciría suponen la necesidad de un cambio cultural en el modelo de uso. Las necesidades de los conductores podrían satisfacerse con coches de alquiler o bien compartiendo. Compartir coche favorecería el cambio hacia el vehículo eléctrico, y esto supone una gran innovación en el modelo de negocio.

Las baterías y la eficiencia de los coches eléctricos van mejorando y la autonomía irá en aumento. Sin embargo, tenemos que considerar también otras tecnologías de motores como por ejemplo el uso de biocombustibles de baja emisión o bien motores impulsados por hidrógeno. Seguramente, en no mucho tiempo veremos estas tecnologías reemplazando la actual que ya lleva una continuidad de más de 100 años ya que el futuro será renovable o no lo será.

Los dos coches 100% eléctricos más vendidos del mundo: Nissan Leaf (izquierda), con ventas mundiales de 200,000 unidades y el Tesla Model S (derecha), con aproximadamente 100,000 unidades