Giới khoa học vừa đạt bước tiến mới trong tham vọng truyền điện mặt trời từ không gian xuống bất cứ vị trí nào trên mặt đất.
Mô phỏng thiết bị truyền điện từ không gian xuống trái đất
USNRL
Các nhà khoa học làm việc cho dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ vừa thử nghiệm thành công một tấm pin năng lượng mặt trời với kích thước cỡ một hộp bánh pizza trong không gian.
Theo CNN, thiết bị này là nguyên mẫu và bước đầu trong kế hoạch chế tạo hệ thống có thể truyền điện từ không gian xuống bất cứ vị trí nào trên mặt đất.
Nhà máy phát điện không gian
Tấm pin được gọi là Bộ phận Ăng ten tần số vô tuyến quang năng (PRAM), được phóng lên lần đầu vào tháng 5.2020. PRAM được gắn trên X-37B – phi thuyền thực hiện nhiều nhiệm vụ bí ẩn của Lầu Năm Góc. PRAM chuyển hóa quang năng thành điện năng khi X-37B bay quanh trái đất với tốc độ 90 phút/vòng.
Tấm pin này được thiết kế để tận dụng tối đa ánh sáng trong không gian chưa đi xuyên qua bầu khí quyển của trái đất, do đó giữ lại nhiều năng lượng sóng xanh với cường độ mạnh hơn so với trên mặt đất. Ánh sáng xanh khuếch tán khi đi vào bầu khí quyển, cũng là nguyên nhân khiến bầu trời có màu xanh.
“Chúng tôi có được vô số ánh sáng trong không gian nhờ điều đó”, theo ông Paul Jaffe, chuyên gia phát triển dự án.
Thử nghiệm mới nhất cho thấy tấm pin năng lượng kích thước 30 cm x 30 cm có thể sản sinh ra 10 watt năng lượng để truyền đi, đủ để cấp nguồn cho một máy tính bảng.
 Thiết bị PRAM trong giai đoạn nghiên cứu ở mặt đất ẢNH CHỤP MÀN HÌNH SCIENCE TIMES |
Dự án có kế hoạch dùng hàng chục tấm pin nên có thể tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực phát điện và phân phối đến những nơi xa xôi trên địa cầu. Bên cạnh đó, nó còn có thể bổ sung cho các lưới điện lớn trên thế giới.
“Tương lai, một dự án điện mặt trời trong không gian sẽ có công suất nhiều gigawatt, bằng hoặc vượt cả những nhà máy điện lớn nhất hiện nay, nên sẽ cung cấp đủ điện cho một thành phố”, ông Jaffe dự báo.
Hiện tấm pin trong thử nghiệm vẫn chưa thực sự truyền điện trở về trái đất, nhưng công nghệ đã được chứng minh. Nếu dự án phát triển những tấm pin năng lượng khổng lồ với diện tích nhiều km2, nó có thể gửi vi ba (sóng tần số siêu cao) trở về trái đất để chuyển hóa thành điện năng.
Giải pháp trong thảm họa
Bước tiếp theo, các nhà khoa học sẽ thử nghiệm cho PRAM hoạt động ở nhiệt độ ổn định trên độ cao 36.000 km so với mặt đất, nhằm xem xét tính ổn định và hiệu quả trong việc phát điện.
Một bước quan trọng khác là thử nghiệm truyền năng lượng xuống mặt đất. Các thiết bị cần phải truyền vi ba xuống một cách chính xác chứ không được sai sót, nhờ kỹ thuật “kiểm soát tia định hướng lùi”. Kỹ thuật này sẽ gửi một tín hiệu dẫn đường từ ăng ten đích trên trái đất đến các tấm pin trong không gian.
Các tia vi ba chỉ được truyền đi sau khi nhận được tín hiệu dẫn đường, nghĩa là khi thiết bị tiếp nhận đã ở vị trí sẵn sàng. Vi ba có thể dễ dàng chuyển thành điện năng trên mặt đất, nên có thể được truyền từ không gian đến bất cứ nơi nào trên mặt đất có thiết bị tiếp nhận.
Ông Jaffe trấn an trước lo ngại rằng những phần tử xấu có thể lợi dụng công nghệ này để tạo một tia laser khổng lồ từ không gian. Kích cỡ ăng ten cần thiết để truyền năng lượng tạo ra tia hủy diệt phải rất lớn, và dễ bị phát hiện vì phải mất nhiều tháng hoặc nhiều năm để lắp ráp.
“Điều đó quá sức khó khăn, nếu không nói là không thể”, ông nhận định về nguy cơ vũ khí hóa năng lượng mặt trời từ không gian.
Chuyên gia này chỉ ra lợi thế độc đáo của vệ tinh năng lượng mặt trời so với các nguồn điện khác là ở chỗ có thể truyền đi toàn cầu. “Bạn có thể truyền điện xuống Chicago và chỉ một giây sau lại truyền đến London hoặc Brasilia nếu cần”, ông nêu ví dụ.
Ông Chris DePuma, đồng lãnh đạo dự án, cho biết rằng một khi hoàn thành, công nghệ mới sẽ có ứng dụng tức thì trong các thảm họa, khi hạ tầng điện bị hỏng. “Gia đình tôi ở Texas từng bị mất điện và sống trong lạnh giá vì lưới điện quá tải. Do đó, nếu có một hệ thống như thế, bạn có thể truyền điện đến và gia đình tôi lại có thể sưởi ấm”, ông nói khi đề cập đến đợt bão tuyết lịch sử vào tháng trước ở Mỹ.
Ưu, nhược điểm
Theo ông Paul Jaffe, chuyên gia phát triển dự án, một trở ngại lớn trong việc áp dụng công nghệ này là tính kinh tế. Việc chế tạo các thiết bị trong không gian rất đắt tiền, dù chi phí này đã giảm xuống trong 10 năm qua. Tuy nhiên, những nhà máy phát điện trong không gian cũng có lợi thế khi không phải chú ý đến vấn đề trọng lực như khi chế tạo các thiết bị kích thước lớn ở mặt đất.
(Theo Thanh Niên)
