La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), que ha llevado a cabo trabajos en todos los campos, desde Internet hasta la ciencia que hay detrás de las vacunas COVID-19, quiere aprovechar la tecnología láser para transportar electricidad a bases militares lejanas. La inspiración viene de las guerras del 11-S y de la necesidad de energía ininterrumpida en las lejanas y polvorientas bases de operaciones.
La era de la energía inalámbrica
Nikola Tesla fue el primero en proponer la transferencia inalámbrica de energía en la década de 1890; creía que se convertiría en el estándar para transportarla de un punto A a un punto B. Más de 100 años después, la humanidad aún no lo ha conseguido.
Actualmente, la energía se envía a través de cables en forma de electricidad, o gasóleo puede alimentar generadores que convierten el combustible en electricidad. En zonas de combate, donde el enemigo suele cortar estratégicamente los cables o las líneas de suministro de combustible, el gasóleo se lanza desde el aire a bases remotas o se transporta en camiones cisterna por carreteras peligrosas.
El coronel Paul «Promo» Calhoun fue uno de esos pilotos, que lanzaba depósitos de combustible a las fuerzas de operaciones especiales. Ahora, en DARPA, es el director del programa POWER («Persistent Optical Wireless Energy Relay»). Calhoun explica a Popular Mechanics que cree que ha llegado el momento de la transferencia inalámbrica de energía y que veremos una demostración completa de la tecnología en los próximos cuatro años.
«En primer lugar, el entorno ha cambiado, y la necesidad de métodos de transporte de energía más resistentes en operaciones es acuciante», explica por correo electrónico. Las fuerzas, como las de operaciones especiales a las que él reabastecía como piloto de transporte de un C-17, operan desde bases distantes en todo el mundo, desde el Mar de China Meridional hasta el desierto iraquí. Muchas de estas fuerzas operan con sus propios radares, armas de microondas o láseres antidrones, u otros equipos de alto consumo energético, y no es fácil suministrarles energía. Y ese problema se agrava cada año que pasa.
«En el aspecto tecnológico, se han logrado avances significativos en láseres de alta energía, detección de frente de onda, óptica adaptativa, plataformas aéreas eléctricas de gran altitud, enclavamientos de seguridad y energía fotovoltaica de alta eficiencia sintonizada de banda estrecha».
Proyecto POWER
La tecnología clave de POWER es el uso de láseres de alta potencia. «POWER es un programa de irradiación óptica», explica Calhoun. Existen otras posibles modalidades de transmisión de energía, como las microondas, que pretendemos explorar en futuros programas». En el caso de POWER, la onda de propagación es un láser que, transmitido a gran altitud, proporciona alto rendimiento a larga distancia. Los relés redirigen la energía láser sin conversión, y el usuario final vuelve a convertir esa energía láser en electricidad mediante energía fotovoltaica monocromática de banda estrecha sintonizada».
Otra tecnología clave en POWER es el uso de relés. «Basándose en estos avances, DARPA ve una oportunidad significativa para revolucionar la distribución de energía mediante el desarrollo de relés eficaces que permitirán que estas tecnologías existentes se unan eficazmente para formar una red de energía inalámbrica resistente, adaptable y multitrayecto.»
Los drones serán uno de esos relés. Los drones de larga duración, que merodean a intervalos a gran altitud, podrían enviarse energía láser unos a otros a grandes distancias, enviándola finalmente a una base militar. Los satélites serían otro relé que realizaría la misma misión en el espacio. «POWER» está desarrollando plataformas estratosféricas que tienen pequeñas aperturas con alcance aproximado de 100 kilómetros entre nodos. Con aperturas mayores y un entorno más benigno como el espacio, distancias entre nodos de hasta 1.000 kilómetros son razonables», afirma Calhoun. El resultado sería una «red de distribución de energía escalable a escala mundial».
A diferencia de los aviones de transporte, que pueden ser derribados, o de los camiones de combustible, que pueden ser alcanzados por artefactos explosivos improvisados, el POWER tendrá pocas vulnerabilidades que los enemigos puedan aprovechar. La interferencia, que está desempeñando un papel destacado en la invasión rusa de Ucrania, simplemente no funcionará con los láseres. «La interferencia de una señal inalámbrica power-beaming sólo añade más potencia a la señal, lo que sólo mejora la transferencia de energía», afirma Calhoun. «Power-beaming inherentemente se basa en haces direccionales muy estrechos, lo que aumenta aún más su resistencia contra acciones hostiles».
DARPA es optimista y cree que el sistema POWER estará listo en cuatro años. «Ya se han hecho muchas demostraciones de transmisión de energía punto a punto, y podríamos enseñar una demostración de sobremesa en cualquier momento». afirma Calhoun. «POWER demostrará relés eficaces en los próximos 20 meses, con demostraciones aéreas de baja potencia en torno a 2025, y la demostración de alta potencia a escala real tan pronto como en 2027».
Para llevar
Como ocurre con todos sus proyectos, una vez que DARPA haya probado en principio el proyecto POWER, lo cederá a otras agencias gubernamentales para que le den un uso práctico. También hay aplicaciones obvias del POWER en el mundo civil, como el suministro de energía a asentamientos remotos, estaciones de investigación científica y otros lugares de difícil acceso. La energía también podría proceder de fuentes renovables, lo que la haría no sólo accesible a escala mundial, sino también respetuosa con el medio ambiente.
En un futuro próximo, un comando en una base de operaciones avanzada en Oriente Próximo y un trabajador petrolífero en la remota Alaska podrían tener algo en común: obtener su energía de los láseres.
Fte. Popular Mechanics
