Una de las principales limitaciones de las misiones de exploración a Marte -explican desde la Alianza Vasca para la Investigación y la Tecnología- reside en las "extremas condiciones ambientales del planeta rojo", cuyas tormentas pueden alcanzar una duración de hasta 6 meses continuos. Estas condiciones meteorológicas hacen fundamental el desarrollo de suministros energéticos constantes y fiables tanto para la exploración de Marte como para la futura posibilidad de instalar colonias humanas en el planeta que sean sostenibles energéticamente. Pues bien, en este contexto, el centro tecnológico vasco Tekniker, miembro de la alianza BRTA, va a ser el encargado de liderar y desarrollar el proyecto Horace (Triboelectric Energy Harvesting for Mars Exploration).
La iniciativa, que arranca en enero de 2021, está financiada por la Agencia Espacial Europea (ESA) y tendrá como objetivo principal desarrollar el primer generador eólico para Marte, construido y testeado para su uso en las futuras misiones espaciales, "un hito internacional -explican desde BRTA- que potencia la capacidad tecnológica espacial tanto de Euskadi en general como de Tekniker en particular, y que contribuye al posicionamiento de los centros vascos y del BRTA en la nueva carrera espacial".
El proyecto consiste en aprovechar el entorno y las condiciones ambientales de Marte para convertir la energía eólica en energía eléctrica y utilizarla como fuente energética auxiliar de las placas solares habituales en las expediciones al planeta rojo, cuando estas no produzcan energía debido a las tormentas marcianas.
Alternativa a los generadores electromagnéticos
Tekniker, que cuenta con amplia experiencia en tecnología espacial y en el diseño, desarrollo y fabricación de sistemas mecatrónicos complejos, así como vastos conocimientos en los ámbitos de los materiales y la tribología, fabricará un demostrador de generador triboeléctrico (TENG), "una innovadora tecnología que convierte la energía mecánica en electricidad mediante el efecto triboeléctrico y la inducción electrostática". Se trata de una alternativa a los generadores electromagnéticos (EG) habituales, cuyo uso en este tipo de exploraciones planetarias se ve limitado por su elevado peso, lo que conlleva altos costes de lanzamiento.
Borja Pozo, investigador y coordinador del sector espacial en Tekniker: “la peculiaridad del sistema es que su funcionamiento se basará en un generador triboeléctrico en lugar de los habituales electromagnéticos. Para crear este demostrador y que pueda operar eficientemente bajo las condiciones ambientales de Marte, se desarrollarán materiales triboeléctricos avanzados que tengan una combinación de excelente rendimiento tribológico (baja fricción y desgaste), mecánico (resistencia al impacto), propiedades triboeléctricas (triboelectrificación y conductividad interfacial) y densidad de generación de energía en esas condiciones extremas”
Además, Tekniker diseñará e implementará un prototipo basado en aerogenerador vertical posibilitando una fácil integración de los diferentes elementos del sistema.
Finalmente, el funcionamiento del prototipo se verificará y validará bajo varias condiciones atmosféricas en la cámara marciana de la Universidad de Aarhus (Dinamarca). De esta manera, se desarrollará un demostrador de turbina eólica de bajo peso y eficiente, contribuyendo a la exploración espacial de Marte.
Las conclusiones del testeo en un entorno de laboratorio servirán para definir y establecer una hoja de ruta de industrialización del modelo, incluyendo su calificación y posibles mejoras y limitaciones. Asimismo, se podrán establecer los parámetros de escalabilidad del sistema para futuros desarrollos, como pueden ser grandes generadores de energía.
Este proyecto tiene prevista su finalización en junio de 2022 y está dirigido a la exploración marciana dentro de las líneas marcadas por la European Space Agency, The Basic Technology Research Programme (TRP), The Mars Robotic Exploration Preparation (MREP) y The Human Exploration and Transportation.
Qué es la Agencia Espacial Europea
La Agencia Espacial Europea (ESA) es la puerta de entrada de Europa al espacio. Su misión es dar forma al desarrollo de la capacidad espacial de Europa y asegurar que la inversión en el espacio continúe proporcionando beneficios a los ciudadanos de Europa y del mundo. El proyecto Horace se enmarca dentro de Open Space Innovation Platform (OSIP), plataforma de la ESA a través de la cual las empresas, organizaciones y personas de todo el mundo pueden presentar sus ideas para avanzar en la investigación y la tecnología espacial y contribuir al liderazgo de la industria europea en este campo.
