A energia solar baseada no espaço ou a SBSP (Space-Based Solar Power) é uma tecnologia que envolve a captação de energia solar no espaço e sua transmissão para a Terra. Apesar de ser um tipo de energia abundante – há mais de 100 vezes mais energia solar disponível em uma faixa orbital estreita ao redor do planeta do que todas as necessidades energéticas da humanidade em 2050 – esse tipo de energia sempre foi teoricamente possível, mas, até recentemente, economicamente inviável na prática por inúmeras razões.
Uma delas é que satélites solares precisam ser montados em órbita, e isso exige robôs avançados. No passado, essa tecnologia não existia ou era muito limitada. Hoje, os avanços em robótica espacial autônoma estão tornando essa operação possível. Além disso, o custo de colocar algo no espaço era de milhares de dólares por quilo. Como satélites solares espaciais precisam ser grandes e pesados, o custo era proibitivo. Agora, com foguetes reutilizáveis, esse custo caiu drasticamente. Décadas atrás, os painéis solares tinham baixo rendimento e alta massa. Atualmente, temos fotovoltaicos de alto desempenho e ultraleves, o que aumenta a eficiência e reduz peso e custo. Todos esses desenvolvimentos estão viabilizando o uso da SBSP, e também tornando esse tipo de energia competitiva em relação a outras, como a energia eólica e solar terrestre.
SBSP: Uma série de vantagens
Superados esses desafios, a SBSP é uma energia que apresenta uma série de vantagens. Trata-se de uma energia ininterrupta porque, no espaço, os painéis solares podem coletar energia 24 horas por dia, sem interferências climáticas ou ciclos de dia e noite. Além disso, a radiação solar no espaço é mais intensa do que na superfície da Terra, pois não há atmosfera para absorver ou dispersar a luz. Isso proporciona uma maior eficiência. A SBSP possibilita um abastecimento global, já que a energia pode ser transmitida para qualquer lugar da Terra, ajudando regiões remotas sem infraestrutura energética.
Outro ponto positivo está relacionado à sustentabilidade: a SBSP evita o uso de grandes áreas de terra para usinas solares, preservando ecossistemas. O receptor terrestre ocupa uma fração da área de uma usina eólica ou solar terrestre. Não utiliza combustíveis finitos e não gera subprodutos. Sua pegada de carbono é muito baixa — cerca da metade da energia solar terrestre. E pode reduzir a necessidade de petróleo, carvão e gás natural. Além disso, é exportável: é possível transmitir energia para outras nações, funcionando como um interconector, mas sem os caros, vulneráveis e ambientalmente custosos cabos submarinos. Garante segurança no fornecimento de energia e é resiliente a danos ou ameaças hostis.
Os satélites e a energia solar
O papel do satélite na SBSP é fundamental. É a peça central que torna todo o conceito de SBSP possível. Ele funciona como a plataforma de coleta, conversão e transmissão de energia solar no espaço. É basicamente uma usina solar espacial.
Esse tipo de satélite é equipado com painéis solares de grande escala que captam a luz solar diretamente do espaço, de forma contínua, 24 horas por dia. A energia solar captada é convertida em energia elétrica a bordo. Em seguida, essa energia elétrica é convertida em ondas eletromagnéticas — geralmente micro-ondas ou lasers — para ser transmitida à Terra.
O satélite em SBSP possui um sistema de transmissão direcional, que envia as micro-ondas (ou laser) para uma estação receptora na Terra, chamada de retrodiretor ou rectenna (de rectifying antenna). A transmissão precisa ser altamente precisa e segura, para garantir que a energia seja direcionada corretamente.
O satélite geralmente opera em órbita geoestacionária, mantendo-se fixo em relação a um ponto da Terra, o que facilita a transmissão contínua para a mesma estação. Ele precisa de sistemas de controle de atitude e órbita, para manter sua posição e orientação corretas. Utiliza as frequências 2,45 GHz ou 5,8 GHz) na transmissão.
As iniciativas pelo mundo
Os satélites utilizados para energia solar baseada no espaço ainda estão em fase experimental, mas já existem conceitos e protótipos sendo desenvolvidos por agências espaciais e empresas privadas. Algumas das iniciativas mais relevantes são:
A Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) lançou um protótipo experimental chamado MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) em janeiro de 2023. O experimento demonstrou a transmissão bem-sucedida de energia solar coletada no espaço para a Terra usando micro-ondas.
A agência espacial japonesa (JAXA) está desenvolvendo painéis solares orbitais com transmissão de energia via micro-ondas, o Projeto SSPS (Space Solar Power System). Em 2015, a JAXA fez um teste bem-sucedido de transmissão sem fio de 1,8 kW a 55 metros de distância na Terra. O plano é lançar um satélite de teste até 2025 e um sistema funcional na década de 2030.
A China anunciou planos para testar a SBSP em órbita já em 2028. O país pretende construir uma estação solar orbital de 1 MW até 2030 e uma maior até 2050.
A Agência Espacial Europeia (ESA) lançou o programa SOLARIS em 2022 para estudar a viabilidade da SBSP. O objetivo é desenvolver uma planta de testes até 2025 e uma possível implantação em larga escala na década de 2040.
O Reino Unido está investindo no conceito Cassiopeia, desenvolvido pela empresa Space Solar Ltd. A previsão é de um sistema operacional em órbita até 2040.
No Brasil
Atualmente, o Brasil não possui projetos próprios de energia solar baseada no espaço (SBSP), mas há algumas iniciativas que podem facilitar sua participação no futuro.
Na área de pesquisa e desenvolvimento, universidades brasileiras, como a USP, ITA e INPE, estudam tecnologias relacionadas à energia solar e transmissão sem fio, que são essenciais para a SBSP. O Brasil também mantém parcerias internacionais, colaborando com agências espaciais como a NASA e a ESA, o que pode permitir futuras participações em projetos de SBSP.
A AEB (Agência Espacial Brasileira) e o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) focam mais em satélites meteorológicos e de telecomunicações, mas poderiam explorar a SBSP no futuro. Além disso, o Brasil é um dos líderes mundiais em energia solar terrestre, o que pode incentivar interesse na tecnologia espacial.
