El programa POWER de DARPA busca mantener enjambres de drones en vuelo constante al transmitirles energía con láser desde plataformas aéreas y terrestres.
DARPA desarrolla red óptica para alimentar drones a distancia
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA) avanza en el desarrollo del programa Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER), una iniciativa que pretende transformar la distribución de energía mediante el uso de láseres para alimentar enjambres de drones. Esta tecnología pretende eliminar la necesidad de combustible o baterías, permitiendo que las plataformas aéreas permanezcan operativas de manera indefinida. El enfoque consiste en establecer una red de transmisión energética inalámbrica que funcione a la velocidad de la luz, con nodos ópticos ubicados en plataformas aéreas capaces de captar, redirigir y transmitir la energía hasta los dispositivos receptores.
La transferencia de energía sin cables es una idea que se remonta al trabajo de Nikola Tesla, quien exploró el uso de ondas electromagnéticas a finales del siglo XIX. No obstante, las limitaciones tecnológicas de su época impidieron materializar esa visión. Con el programa POWER, DARPA recupera ese concepto y lo adapta a las capacidades modernas de fotónica, láseres de alta potencia y relés ópticos aéreos, creando un sistema con aplicaciones tácticas relevantes en operaciones militares.
El núcleo de esta red se basa en la transmisión de energía óptica desde estaciones terrestres hasta drones que actúan como plataformas relé, las cuales redirigen los haces láser hacia nodos intermedios o hacia los receptores finales ubicados en otros puntos del campo de batalla, ya sea en tierra, mar o incluso en órbita. Este sistema aspira a lograr una eficiencia elevada, evitando las pérdidas comunes en la transferencia de energía a través de medios tradicionales, y enfrentando retos como la dispersión atmosférica o la precisión en el redireccionamiento del haz láser.
DARPA ha estructurado el programa POWER en tres etapas principales. Durante la primera fase, los equipos participantes se concentran en el diseño conceptual de relés ópticos y en pruebas de laboratorio orientadas a evaluar la calidad de los haces láser, la dirección precisa de la energía y la estabilidad del sistema. La segunda etapa contempla demostraciones de baja potencia en condiciones reales de vuelo, utilizando plataformas aéreas existentes. En la fase final, DARPA pretende realizar una transmisión óptica de 10 kilovatios desde una fuente terrestre hasta un receptor a 200 kilómetros de distancia, a través de múltiples relés aéreos.
Cómo los láseres permitirán vuelos indefinidos de enjambres de drones
Un componente esencial del programa POWER es la función de los drones como nodos dentro de esta red energética. Estas unidades aéreas están diseñadas con sistemas ópticos avanzados capaces de captar y redirigir haces de energía con precisión milimétrica. Algunos modelos también almacenan parte de esa energía para su propia operación, lo que extiende su tiempo de vuelo sin depender de combustibles o recargas terrestres. Este enfoque permite imaginar enjambres de drones que operan sin interrupción, ampliando su radio de acción y resistencia táctica.
La arquitectura que DARPA propone se caracteriza por ser modular, adaptable y multipunto. La red puede reconfigurarse rápidamente ante necesidades específicas del entorno operativo, como abastecer sensores remotos, alimentar sistemas de comunicación o sostener el funcionamiento de armas de energía dirigida integradas en drones. Esta flexibilidad representa una ventaja significativa frente a las cadenas logísticas tradicionales, que suelen requerir convoyes de abastecimiento vulnerables a ataques enemigos.
La elección del láser como medio de transferencia energética responde a su capacidad para mantener un haz estrecho y altamente enfocado, especialmente en altitudes elevadas donde la atmósfera presenta menos interferencias. A diferencia de las microondas, los láseres permiten transmisiones energéticas con mayor precisión y menores pérdidas, aunque también requieren sistemas ópticos sofisticados para compensar las distorsiones atmosféricas. Estos sistemas incluyen técnicas de corrección de frente de onda y sensores que ajustan dinámicamente el enfoque del haz.
Los receptores deben convertir con eficiencia la luz láser en electricidad para alimentar los sistemas a bordo de los drones o infraestructuras asociadas. DARPA colabora con entidades especializadas en celdas fotovoltaicas de alta eficiencia, capaces de manejar potencias elevadas sin degradación. La eficiencia de conversión energética es clave para reducir las pérdidas en todo el sistema y asegurar la viabilidad operativa de la red POWER.
Empresas clave en el desarrollo del sistema POWER de DARPA
- RTX Corporation lidera el diseño inicial de relés ópticos en la primera fase del proyecto.
- Draper Laboratory contribuye con sistemas de navegación y estabilización óptica para plataformas aéreas.
- BEAM Co. colabora en la validación experimental de tecnologías de transmisión energética óptica.
- PowerLight Technologies aporta experiencia en haces láser seguros capaces de entregar kilovatios de potencia.
- La primera fase se concentra en pruebas de laboratorio; la segunda, en vuelos de demostración; y la tercera, en transmisiones de largo alcance.
La transferencia láser como solución logística en conflictos armados
Una de las ventajas estratégicas más destacadas del programa POWER es la posibilidad de evitar el uso de convoyes de combustible en zonas de combate. Las operaciones logísticas tradicionales, necesarias para abastecer bases remotas, han sido objetivo frecuente de emboscadas y ataques. Con la tecnología de transmisión óptica, DARPA plantea una alternativa más segura y eficiente al suministro energético militar, reduciendo el riesgo operativo y los costos asociados.
El diseño descentralizado del sistema POWER fortalece su capacidad de resistencia ante interrupciones, ya que la red puede reconfigurarse automáticamente para sortear nodos comprometidos o bloqueados. Además, la escalabilidad del sistema lo hace adaptable a una amplia gama de escenarios, desde operaciones tácticas en terreno hasta misiones prolongadas en áreas de difícil acceso.
El programa también se relaciona con desarrollos paralelos dentro de DARPA, como el Modular Efficient Laser Technology (MELT), centrado en utilizar láseres de alta energía para neutralizar enjambres de drones enemigos. Mientras MELT se orienta a la defensa activa, POWER se enfoca en el sostenimiento energético de sistemas aliados, reflejando distintos usos tácticos de la misma base tecnológica.
Los enjambres de drones, considerados una herramienta clave para el reconocimiento, la vigilancia y ataques coordinados, podrían beneficiarse sustancialmente de este nuevo modelo de abastecimiento energético. Equipados con sistemas de recarga óptica, estos enjambres tendrían la capacidad de operar de manera continua, incluso en entornos hostiles, y de incorporar cargas útiles más exigentes, como sensores de alta resolución o sistemas de armas complejos.
Aplicaciones civiles potenciales derivadas del programa militar
A pesar de que el programa POWER se orienta al entorno militar, algunas de sus tecnologías podrían aplicarse en otros sectores. La posibilidad de transmitir energía sin cables a larga distancia puede ser útil en zonas remotas, instalaciones científicas aisladas o en contextos donde el tendido eléctrico tradicional es inviable. También se contempla su uso en misiones espaciales, donde satélites podrían recolectar energía solar y enviarla a la Tierra mediante relés ópticos orbitales.
Estas aplicaciones civiles aún no forman parte de los objetivos inmediatos de DARPA, pero los avances técnicos del programa podrían allanar el camino para su exploración futura. Por ahora, la atención se centra en optimizar la eficiencia, precisión y confiabilidad del sistema en escenarios operativos exigentes.
El cronograma del proyecto establece metas claras. Actualmente en ejecución, la primera fase incluye el desarrollo de prototipos y pruebas experimentales. Las demostraciones de vuelo previstas en la segunda fase están planificadas para los próximos años, mientras que la transmisión de 10 kilovatios a través de una red de drones, a una distancia de 200 kilómetros, se proyecta para el final de la década. Este objetivo marcaría un hito técnico para la transferencia energética sin cables en aplicaciones de defensa.
Conforme el programa avanza, el desarrollo de una red inalámbrica de energía basada en láser podría redefinir el uso militar de drones, brindando mayor autonomía, resistencia y versatilidad a estas plataformas. El sistema POWER propone una alternativa energética que prescinde del abastecimiento tradicional, apoyándose en una infraestructura óptica capaz de operar a velocidades extremas y en entornos complejos.
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