Una constelación de satélites en órbita lunar para el suministro de energía inalámbrica
Autores: Lopez, Francesco; Mauro, Anna; Mauro, Stefano; Monteleone, Giuseppe; Sfasciamuro, Domenico Edoardo; Villa, Andrea
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una constelación de satélites en órbita lunar para el suministro de energía inalámbrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema en órbita lunar
Transmisión de energía inalámbrica
Constelación de satélites
Convertidores de energía fotónica
Apuntado láser
Demandas energéticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de esta investigación es definir un sistema en órbita lunar que proporcione energía a la superficie lunar a través de la transmisión de energía inalámbrica. Para satisfacer la demanda de energía de una base lunar, se utiliza una constelación de satélites colocados en órbitas estables. Cada satélite de esta constelación consta de paneles solares y baterías que suministran un sistema de transmisión de energía. Este sistema está compuesto por un láser que transmite energía a receptores en la superficie lunar. Los receptores son convertidores de energía fotónica, células fotovoltaicas optimizadas para la luz monocromática del láser. Los resultados de este trabajo cubrirán la arquitectura del sistema mediante el estudio de diferentes órbitas, analizando específicamente algunos subsistemas como el láser, el paquete de baterías y el receptor colocado en el suelo lunar. El estudio se lleva a cabo considerando dos demandas de energía diferentes y, por lo tanto, dos ubicaciones diferentes de los receptores: primero, en la ubicación estratégica del sitio de aterrizaje de las misiones Artemis, el cráter Shackleton cerca del polo sur lunar; segundo, en el ecuador lunar, anticipando futuras y nuevas exploraciones. El objetivo es evaluar las posibles configuraciones para satisfacer la energía requerida para una base lunar, estimada en aproximadamente 100 kW. Para ello, se analizaron varios casos: tres órbitas diferentes, una polar, una congelada y una ecuatorial (órbita retrógrada distante Tierra-Luna) con diferentes números de satélites y diferentes ángulos del cono de transmisión del receptor. El objetivo principal de este documento es realizar un estudio de viabilidad integral del sistema mencionado, con énfasis específico en los subsistemas seleccionados. Si bien se introducen y discuten brevemente los subsistemas de control térmico, apuntado láser y control de actitud, se requiere una investigación adicional para profundizar en estas áreas y obtener una comprensión más completa de su implementación y rendimiento dentro del sistema.
Descripción
El objetivo de esta investigación es definir un sistema en órbita lunar que proporcione energía a la superficie lunar a través de la transmisión de energía inalámbrica. Para satisfacer la demanda de energía de una base lunar, se utiliza una constelación de satélites colocados en órbitas estables. Cada satélite de esta constelación consta de paneles solares y baterías que suministran un sistema de transmisión de energía. Este sistema está compuesto por un láser que transmite energía a receptores en la superficie lunar. Los receptores son convertidores de energía fotónica, células fotovoltaicas optimizadas para la luz monocromática del láser. Los resultados de este trabajo cubrirán la arquitectura del sistema mediante el estudio de diferentes órbitas, analizando específicamente algunos subsistemas como el láser, el paquete de baterías y el receptor colocado en el suelo lunar. El estudio se lleva a cabo considerando dos demandas de energía diferentes y, por lo tanto, dos ubicaciones diferentes de los receptores: primero, en la ubicación estratégica del sitio de aterrizaje de las misiones Artemis, el cráter Shackleton cerca del polo sur lunar; segundo, en el ecuador lunar, anticipando futuras y nuevas exploraciones. El objetivo es evaluar las posibles configuraciones para satisfacer la energía requerida para una base lunar, estimada en aproximadamente 100 kW. Para ello, se analizaron varios casos: tres órbitas diferentes, una polar, una congelada y una ecuatorial (órbita retrógrada distante Tierra-Luna) con diferentes números de satélites y diferentes ángulos del cono de transmisión del receptor. El objetivo principal de este documento es realizar un estudio de viabilidad integral del sistema mencionado, con énfasis específico en los subsistemas seleccionados. Si bien se introducen y discuten brevemente los subsistemas de control térmico, apuntado láser y control de actitud, se requiere una investigación adicional para profundizar en estas áreas y obtener una comprensión más completa de su implementación y rendimiento dentro del sistema.