Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Ye Tao, de la Escuela de Ingeniería Electromecánica, desarrolló con éxito un sistema de suministro de energía de chip fotovoltaico de alta densidad energética y de potencia, que se desplegó en el espacio a bordo del satélite “Xingjiyuan-1”, lanzado por el cohete portador Lijian-1 Y7 en el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan. Este logro representa un gran avance en la tecnología energética de las naves espaciales y proporciona un apoyo fundamental para la próxima generación de aplicaciones por satélite.

El satélite “Xingjiyuan-1” es una plataforma multifuncional de observación de la Tierra de nueva generación que incorpora un innovador sistema de energía fotovoltaica, un módulo de conocimiento de la situación espacial y cargas útiles de teledetección multiespectral. Su misión consiste en prestar apoyo mediante teledetección a diversos sectores, como la gestión de la red eléctrica, la seguridad fronteriza, la vigilancia medioambiental, la agricultura inteligente y la silvicultura. Los datos de enlace descendente actuales confirman que todos los módulos a bordo funcionan sin problemas y cumplen plenamente los requisitos técnicos diseñados.

Durante el desarrollo del sistema, el equipo de investigación abordó los retos que plantean desde hace tiempo los sistemas fotovoltaicos convencionales para naves espaciales, como la baja integración, el gran peso, la baja densidad de energía y potencia y la inteligencia limitada. Introdujeron una nueva arquitectura técnica con regulación de carga/descarga de larga duración, control de adaptación fuente/carga dual de alta eficiencia, comunicación y gestión de energía integradas e integración 3D avanzada en un solo chip. Este enfoque permitió crear con éxito un sistema de chip fotovoltaico integrado en 3D de alta densidad. En comparación con las soluciones tradicionales, el nuevo sistema reduce drásticamente el peso del subsistema de energía de la nave espacial, mejora la eficiencia energética y supera cuellos de botella técnicos clave como la interconexión 3D submicrónica a nivel de oblea, la regulación precisa del voltaje del circuito Boost y la integración fotovoltaica en el chip. Además, garantiza un suministro de energía estable para las cargas útiles de imágenes ópticas durante el funcionamiento en órbita.

El sistema, validado por organizaciones de usuarios y autoridades de terceros, ha sido reconocido por alcanzar niveles de liderazgo internacional en densidad energética, densidad de potencia, vida útil y capacidades de control inteligente. El éxito de la demostración en órbita no sólo confirma la viabilidad y superioridad tecnológica del sistema, sino que también proporciona un apoyo energético fiable durante todo el ciclo de vida de las naves espaciales de observación de la Tierra de nueva generación.

Este hito marca un salto significativo en la tecnología de energía fotovoltaica espacial de China. El despliegue del sistema de alimentación eléctrica de chip integrado en 3D allana el camino para unas naves espaciales más inteligentes, duraderas y escalables, ofreciendo una base sólida para futuras misiones de satélites de alto rendimiento y aplicaciones industriales.