thumb|250px|El Sol iluminando la Tierra
La energía solar espacial (en inglés, Space-based Solar Power, SSP), término estrechamente relacionado con satélite de energía solar (en inglés, Solar Power Satellite, SPS), es la conversión de energía solar adquirida en el espacio en cualquier otro tipo de energía (principalmente electricidad), la cual se puede usar en el propio espacio o bien se puede transmitir a la Tierra. Desde mediados del se vienen usando paneles fotovoltaicos en el espacio a bordo de satélites espaciales para producir la electricidad necesaria para su funcionamiento a partir de la luz solar. La novedad del concepto de SSP reside en la idea de adquirir energía a gran escala en el espacio y transmitirla a la Tierra de forma inalámbrica para su consumo sobre la superficie del planeta.si
La energía solar es una fuente de energía renovable e inagotable y por ello tiene el potencial de resolver los problemas socioeconómicos y ambientales asociados con la dependencia de los recursos fósiles y de la energía nuclear. La energía solar espacial presenta pros y contras respecto a otras fuentes energéticas, en especial respecto a su variante terrestre. El aprovechamiento de los paneles en el espacio es mucho mayor que el de los paneles terrestres, al no verse afectados por la atenuación de la radiación solar en la atmósfera terrestre ni por las fases nocturnas, si bien la energía debe transmitirse a largas distancias con las correspondientes pérdidas energéticas. Por otro lado, la energía solar espacial tendría la ventaja de estar ubicada fuera del sistema ecológico terrestre, no generando prácticamente ningún desecho una vez en funcionamiento.
Los mayores frenos al desarrollo de los sistemas de SSP son el alto coste de la puesta en órbita de los paneles y ciertos obstáculos técnicos, especialmente la baja eficiencia de las células fotovoltaicas cuando trabajan a alta temperatura y la difícil transmisión de la energía a la superficie de la Tierra. Desde que a finales del se sentaron las bases teóricas de la tecnología fotovoltaica, el desarrollo de todas las tecnologías involucradas ha sido notorio. En la primera década del , equipos de investigadores europeos, estadounidenses y japoneses siguen trabajando para hacer esta tecnología posible algún día.
Para la SSP se han propuesto varias aplicaciones posibles así como diversas opciones tecnológicas, como por ejemplo el tipo de satélite o la frecuencia de emisión de la energía a la Tierra. Igualmente, incógnitas como los posibles efectos medioambientales de la transmisión de energía a la Tierra, la esperanza de vida de los paneles en el espacio, el tiempo de retorno energético o el papel que podría jugar la Luna siguen sin una respuesta clara.
Evolución histórica Nacimiento de la energía solar fotovoltaica Los estudios realizados en el por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola Tesla y Heinrich Hertz sobre inducción electromagnética, fuerzas eléctricas y ondas electromagnéticas, y sobre todo los de Albert Einstein en 1905, proporcionaron la base teórica al efecto fotoeléctrico, que es el fundamento de la conversión de energía solar a electricidad.
Este efecto había sido reconocido empíricamente por primera vez en 1839 por el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel, pero no sería hasta 1883 cuando Charles Fritts construyera la primera célula solar, recubriendo una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de solo un 1 %.
La era moderna de la tecnología fotovoltaica no llegó hasta el año 1954 cuando los Laboratorios Bell descubrieron, de manera accidental, que los semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas eran muy sensibles a la luz. La producción industrial a gran escala de paneles fotovoltaicos comenzó en la década de los 80.
Primera mitad del siglo XX: La aventura espacial en teoría En 1903 Konstantin Tsiolkovsky publica «La exploración del espacio cósmico mediante dispositivos de reacción» (del ruso: Исследование мировых пространств реактивными приборами), lo que podría considerarse como el primer tratado académico sobre cohetes. Tsiolkovsky llegó a la conclusión de que para alcanzar la velocidad de escape de la Tierra sería necesario un cohete multifase (con varios módulos de propulsión) con combustible de oxígeno e hidrógeno líquido. Se le considera el creador de los vuelos espaciales tripulados y el primero en concebir el ascensor espacial. Publicó 500 trabajos sobre viajes espaciales y temas relacionados. Entre esos trabajos se encuentran diseños de cohetes con rotores directores, estaciones espaciales y cabinas despresurizadas.
En 1928 Herman Potočnik publicó su único trabajo «El problema del viaje espacial – El motor cohete» (del inglés The Problem of Space Travel - The Rocket Motor), en el que describió una hoja de ruta para lograr un gran avance en la carrera espacial. Concibió una estación espacial al detalle y calculó su órbita geoestacionaria. En 1945 Arthur C. Clarke publicó el artículo «Mundo inalámbrico» (del inglés Wireless World) en el que concibió la posibilidad del uso de satélites de comunicaciones a gran escala, destacando su potencial en materia de comunicaciones. También sugirió que tres satélites bastarían para cubrir todo el globo terrestre.
Uso de la energía solar en el espacio La primera aplicación importante de células solares en el espacio fue la fuente auxiliar energética del satélite estadounidense Vanguard I, lanzado al espacio en 1958 (hoy en día el satélite más antiguo aún en órbita), que le permitió seguir transmitiendo durante siete años mientras que las baterías químicas se agotaron en solo 20 días. Desde final de los años 60 la energía solar se ha consolidado como fuente para el suministro energético propio de los satélites.
La carrera espacial
thumb|left|Maqueta del Sputnik 1 La carrera espacial tuvo lugar durante la guerra fría entre la Unión Soviética y los Estados Unidos de América, y se inició con el lanzamiento del Sputnik 1 por parte de los soviéticos en 1957. La década de los años 60 y parte de los 70 se vio marcada por los continuos hitos en la aventura espacial, que supusieron no solo un potencial para la industria armamentística, sino también un arma propagandística. El lanzamiento del Sputnik 1 tuvo su continuidad con el lanzamiento de seres vivos. La perra Laika, a bordo de la nave soviética Sputnik 2 en 1957, fue el primer animal célebre en órbita. Pero no sería hasta 1960 cuando los soviéticos consiguieran por primera vez regresar a los animales con éxito de vuelta a la Tierra. Poco más tarde en 1961 Yuri Gagarin se convertiría en el primer cosmonauta lanzado en órbita. Pero el logro más importante en la historia de la aventura espacial lo consiguieron los estadounidenses con el alunizaje de la nave Apolo 11 capitaneada por Neil Armstrong en 1969, que se convirtió así en el primer humano en pisar suelo extraterrestre.
Nacimiento del concepto de Energía solar espacial En 1968 el estadounidense Peter Glaser introdujo el concepto de un gran sistema de satélites receptores de energía solar en la órbita geosíncrona (situada a 36 000 km del ecuador) para la adquisición y conversión de energía proveniente del Sol y su transmisión posterior a grandes antenas receptoras situadas en la Tierra para satisfacer el consumo energético. Así nació el concepto de energía solar espacial.
En la década de 1970, tras la primera crisis del petróleo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la NASA (agencia espacial de este mismo país) iniciaron el estudio del concepto de energía solar en el espacio. En 1979 propusieron una flota de satélites en órbita geoestacionaria, cada uno de los cuales mediría 5 x 10 km y produciría entre 5 y 10 GW. La construcción implicaba la creación de una gran factoría espacial donde trabajarían continuamente cientos de astronautas. Este gigantismo era típico de una época en la que se proyectaba la creación de grandes ciudades espaciales. Aparte de las dificultades técnicas, la propuesta fue desechada en 1981 por implicar un coste disparatado. (en inglés) A mediados de los 80, con el petróleo de nuevo en precios bajos, el programa completo de energía solar espacial fue cancelado.
A finales de la década de 1980 comenzaron en Japón las actividades de investigación sobre energía solar espacial. Destacó en particular el programa «SPS 2000».
Entre 1995 y 1997 la NASA lanzó un nuevo estudio sobre la energía solar espacial y la tecnología necesaria para su implementación, encontrando que muchas de las tecnologías implicadas habían experimentado grandes avances desde la década anterior. Se propusieron nuevos conceptos de satélites de capacidad más reducida como la «Torre Solar» (100 a 400 MW) o de diseño modular como el «Disco Solar». En 1998 realizó otro estudio para definir el concepto de energía solar espacial identificando tanto los conceptos económicamente viables como los posibles riesgos.
En 1999 la NASA lanzó su «Programa exploratorio de investigación y tecnología sobre energía solar espacial» (del inglés Space Solar Power Exploratory Research and Technology program, SERT) con los objetivos de crear diseños para determinados conceptos de ensayo en vuelo, evaluar la viabilidad técnica, el diseño y los requisitos necesarios, crear diseños conceptuales de subsistemas que harían uso de esta tecnología para la mejora de futuras aplicaciones terrestres y espaciales, crear un plan preliminar de acción para los EE. UU. (y socios internacionales) para acometer una iniciativa tecnológica ambiciosa y crear hojas de ruta para el desarrollo tecnológico así como experimentos sobre componentes críticos de la energía solar espacial.
Algunas de las conclusiones del SERT fueron que la demanda global de energía continuaría creciendo durante décadas dando lugar a la construcción de numerosas centrales eléctricas. El impacto medioambiental de esas futuras centrales, así como su impacto en el abastecimiento mundial de energía y las relaciones geopolíticas, puede ser problemático mientras que las energías renovables son una alternativa convincente desde el punto de vista ético y tecnológico. Sin embargo, muchas fuentes de energía renovables se ven limitadas en su potencial porque precisan de recursos como el viento, la lluvia o el terreno. El estudio de viabilidad del concepto de energía solar espacial concluyó que se trata de una opción a considerar porque posee ventajas medioambientales en comparación con otras soluciones alternativas y las inversiones necesarias no representan el coste incalculable que podría haberse imaginado a priori. Según el estudio, la viabilidad económica de los sistemas de energía solar espacial dependerá del desarrollo de nuevas tecnologías, especialmente de la posibilidad de acceder al espacio a un coste reducido.
Actividades en la primera década del thumb|Paneles solares de la Estación Espacial Internacional. Concebidos décadas antes de su puesta en órbita, tienen un rendimiento del 14 % mientras que en la primera década del siglo XXI existen paneles con un 30 % de rendimiento. Los avances tecnológicos recientes han contribuido a hacer más factible la energía solar espacial. Por ejemplo, la eficiencia de las células fotovoltaicas ha aumentado significativamente y se han producido avances en la transmisión de microondas. Sin embargo algunas de las tecnologías necesarias no están aún maduras y aún estamos lejos del equilibrio económico entre el beneficio y los costes.
La Estación Espacial Internacional (EEI, del inglés International Space Station), podría ser el primer campo de pruebas para este concepto, a pesar de encontrarse situada en una órbita baja terrestre.
Estados Unidos