Un diminuto cristal de hierro ayudará a desarrollar energía solar en la Luna

La energía solar es hoy una tecnología clave para impulsar misiones espaciales a largo plazo y para establecer una presencia humana continua en la Luna. De hecho, los satélites y la exploración espacial han proporcionado durante mucho tiempo un nicho para ciertos sistemas solares, con mayor frecuencia aquellos altamente eficientes, aunque caros. Estas misiones para establecer bases selenitas habitables pueden parecer fantasiosas o incluso innecesarias en la actualidad, pero encontrar materiales útiles para ellas es la tarea encomendada a un grupo de científicos del equipo de materiales y procesos de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Estos expertos, que trabajan con la Universidad Tecnológica de Tallin en Estonia (TalTech), están investigando un diminuto cristal de pirita de hierro como un nuevo material de célula solar. La principal razón de su interés en este componente, más que su eficiencia o posible rentabilidad, es su amplia disponibilidad en forma de materia prima en la Luna. «Los estamos analizando en el contexto del futuro asentamiento lunar», explicó el ingeniero de fabricación avanzada de la ESA, Advenit Makaya. 

«Las futuras bases lunares necesitarán 'vivir de la tierra' para ser sostenibles, y el hierro y el azufre necesarios para producir pirita podrían recuperarse de la superficie». La teledetección y las exploraciones que se remontan a las misiones Apolo de la NASA han proporcionado una idea detallada de la materia que está disponible en el regolito. Preocupaciones como la compensación entre el transporte de equipos de minería al espacio en lugar de equipos terminados «se abordarán más adelante». 

© Universidad Tecnológica de Tallin

La ESA, tras lanzar una convocatoria de ideas relacionadas con el proyecto, aceptó una propuesta de TalTech para investigar el material de las células solares de pirita de hierro. Inicialmente, el proyecto se centrará en caracterizar el material celular cristalino y evaluar su potencial para un funcionamiento estable en el espacio. «Nuestro objetivo es desarrollar tecnología para el crecimiento de microcristales de pirita y usarlos en una célula solar de capa monograno, donde cada cristal diminuto funcionaría como una célula solar individual», explicaron desde TalTech. 

«La cantidad de energía generada por una celda solar minúscula es pequeña, pero en el módulo de tamaño normal habría miles de millones y, en principio, no hay limitación en términos de tamaño y forma. Además, tenemos el objetivo de que todos los materiales básicos necesarios sean posibles de cosechar en la luna 'in situ'». Hasta ahora, el material solo se ha asociado con eficiencias de células solares muy bajas y tiene poco interés en otras aplicaciones. 

Los investigadores de este proyecto señalan, sin embargo, que una base lunar tendría pocas limitaciones de espacio para una instalación solar, y que el polo sur ya ha sido identificado como una región donde esta energía estaría disponible casi continuamente. Así, TalTech y la ESA financiarán conjuntamente una tesis doctoral para investigar su idoneidad para un uso fiable a largo plazo en los entornos hostiles fuera de la atmósfera terrestre. Aunque la ESA seguirá buscando oportunidades para investigar la utilización de recursos en misiones al espacio. «Este es solo uno de una gama de métodos que la agencia ha estado investigando para la Luna o más allá», remató Makaya.