First space-based electrical grid for recharging satellites with lasers/Primera red eléctrica espacial para recargar satélites con láseres

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In the last decade, space travel has gone from being anecdotal to almost a daily occurrence, nearly as frequent as buses arriving in some rural areas. These aren't leisure trips (especially now that Virgin and Amazon no longer carry tourists). Each flight places one or more satellites into orbit, and each satellite must generate its own electricity, almost always using solar panels, which presents a significant design challenge.

En la última década los viajes espaciales han pasado de ser algo anecdótico a efectuarse en la actualidad casi un viaje al espació cada día, casi la misma frecuencia de los autobuses que llegan a algunas zonas rurales. Esos no son viajes de recreo( y mucho menos ahora que Virgin y Amazon ya no llevan turistas), con cada uno de estos vuelos se colocan uno o varios satélites en órbita y cada uno de estos satélites debe generar su propia electricidad, casi siempre mediante paneles solares, lo que implica un gran desafío de diseño.

Solar panels can only be of a certain size; if they are too large, they are heavy, expensive to launch, and difficult to maneuver. New space applications such as orbiting data centers, advanced AI computing, high-capacity communications, and defense missions require far more energy than current designs can efficiently provide. To address this, the company Star Catcher proposes separating energy generation from consumption. Their project is like going from having your own diesel generator (the satellite's panels) to connecting to a city's electrical grid (the space grid).

Los paneles solo pueden tener un tamaño determinado, si son muy grandes, son pesados, caros de lanzar y difíciles de maniobrar. Las nuevas aplicaciones espaciales como centros de datos en órbita, computación de IA avanzada, comunicaciones de alta capacidad y misiones de defensa requieren mucha más energía de la que los diseños actuales pueden proporcionar de forma eficiente. Para solucionar esto, la compañía Star Catcher propone separar la generación de energía de su consumo. Su proyecto es como pasar de tener un generador diésel propio (los paneles del satélite) a conectarse a la red eléctrica de una ciudad (la red espacial).

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Star Catcher's plan is to deploy a constellation of approximately 200 satellites dedicated exclusively to generating and transmitting energy. The network's satellites would deploy large solar panels to efficiently absorb sunlight. Instead of using the energy themselves, they would convert it into multispectral optical laser beams (a type of laser specifically designed for this purpose). This laser would be precisely aimed at client satellites that need recharging. The most innovative aspect is that the receiving satellite doesn't require any special equipment.

El plan de Star Catcher es desplegar una constelación de aproximadamente 200 satélites dedicados exclusivamente a generar y transmitir energía. Los satélites de la red desplegarían grandes paneles solares para absorber la luz del sol de manera eficiente. En lugar de usar la energía para sí mismos, la convertirían en haces de láser óptico multiespectro (un tipo de láser diseñado específicamente para esta tarea). Este láser se apuntaría con alta precisión hacia los satélites clientes que necesiten una recarga. La parte más innovadora es que el satélite receptor no necesita un equipo especial.

The laser is designed with specific wavelengths that standard solar panels, already used by most satellites, can efficiently convert back into electricity. It works like a giant magnifying glass to concentrate more sunlight onto a panel, dramatically increasing its output. The company has already demonstrated this technology on the ground, setting a world record by wirelessly transmitting more than 1.1 kilowatts (kW) of power to commercial solar panels at NASA's Cape Canaveral facility.

El láser se diseña con longitudes de onda específicas que los paneles solares estándar que ya usan la mayoría de los satélites pueden convertir de nuevo en electricidad de forma eficiente. Funciona como una lupa gigante para concentrar más luz solar sobre un panel, aumentando drásticamente su producción. La propia empresa ya ha demostrado esta tecnología en tierra, estableciendo un récord mundial al transmitir de forma inalámbrica más de 1.1 kilovatios (kW) de potencia a paneles solares comerciales en las instalaciones de la NASA en Cabo Cañaveral.

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Future satellites could be smaller, lighter, and cheaper to launch, as they wouldn't need to carry enormous solar panels. At the same time, they could perform energy-intensive tasks. This would make viable projects that are currently unfeasible due to their high energy consumption, such as orbiting data centers, space factories, or more ambitious exploration missions. A satellite with a solar panel failure could remain operational by receiving power from the grid. It would also allow operation in shadowed areas or during long lunar nights, as demonstrated by the recharging of a lunar rover from the company Intuitive Machines.

Los satélites del futuro podrían ser más pequeños, ligeros y económicos de lanzar, ya que no necesitarían llevar paneles solares enormes. Al mismo tiempo, podrían realizar tareas que requieren mucha energía. Haría viables proyectos que hoy son inviables por su alto consumo, como centros de datos en órbita, fábricas en el espacio o misiones de exploración más ambiciosas . Un satélite con una avería en sus paneles solares podría seguir operativo al recibir energía de la red. También permitiría operar en zonas de sombra o durante largas noches lunares, como ya probaron al recargar un vehículo lunar de la empresa Intuitive Machines.

But it's not all that simple, and significant challenges remain. Aiming a high-powered laser from one satellite at another traveling at 27,000 km/h requires millimeter precision. Furthermore, it must be ensured that these beams are absolutely safe for other satellites, the International Space Station, and even instruments on Earth. Adding a constellation of 200 new satellites to the already congested low Earth orbit (LEO) increases the risk of collisions. The project requires a massive initial investment, so its success will depend on enough companies (satellite operators, government agencies) subscribing to this "space electricity service."

Pero no todo es tan sencillo y aún han de superar desafíos importantes. Apuntar un láser de alta potencia desde un satélite a otro que se mueve a 27,000 km/h requiere una precisión milimétrica. Además, hay que garantizar que estos haces sean absolutamente seguros para otros satélites, la Estación Espacial o incluso para no cegar instrumentos en la Tierra. Añadir una constelación de 200 nuevos satélites a la ya congestionada órbita baja terrestre (LEO) incrementa el riesgo de colisiones. El proyecto requiere una inversión inicial enorme por lo que su éxito dependerá de que suficientes empresas (operadores de satélites, agencias gubernamentales) se suscriban a este "servicio de electricidad espacial".

More information/Más información
https://interestingengineering.com/space/worlds-first-space-based-energy-grid

https://www.xataka.com/espacio/star-catcher-ha-recaudado-88-millones-dolares-para-construir-primera-red-electrica-espacial-su-plan-recargar-satelites-laseres