Chào mừng bạn đến với một bình minh mới trong việc khai thác nguồn năng lượng vô tận từ vũ trụ. Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với vấn đề nóng lên toàn cầu, việc chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch và bền vững đang trở thành mục tiêu quan trọng. Và giờ đây, chúng ta đã chứng kiến một bước ngoặt quan trọng trong việc truyền tải năng lượng mặt trời từ không gian đến Trái Đất.
Mở Ra Một Kỷ Nguyên Mới
Nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ California (Caltech), Mỹ đã thành công trong việc truyền tải năng lượng mặt trời không dây từ không gian xuống Trái Đất. Đây là kết quả của loạt thí nghiệm thực hiện bởi Dự án Năng lượng Mặt trời Không gian (SSPP) thuộc Caltech. Điều này mở ra cánh cửa cho một kỷ nguyên mới trong sản xuất năng lượng và cung cấp giải pháp tiềm năng cho những hạn chế lớn của năng lượng mặt trời trên mặt đất.
Ba Bước Đổi Mới Công Nghệ
Sứ mệnh SSPD-1 được dẫn đầu bởi Viện Công nghệ California đã ghi dấu một cột mốc quan trọng trong việc khai thác năng lượng mặt trời không gian. Điều này được đạt được nhờ sự đổi mới công nghệ.
Sự thành công đầu tiên đến từ thiết bị MAPLE (Mảng vi sóng dành cho Thí nghiệm quỹ đạo thấp truyền điện), cho phép truyền tải năng lượng không dây từ không gian một cách hiệu quả. Hệ thống này sử dụng các máy phát sóng nhẹ và linh hoạt, chứng minh khả năng truyền tải năng lượng đến các máy thu trên mặt đất. Đây là một bước quan trọng xác nhận khái niệm truyền tải năng lượng mặt trời từ không gian.
Thí nghiệm ALBA, với 32 loại tế bào quang điện khác nhau, cho phép nhà khoa học đánh giá sâu hơn về hoạt động của các tế bào quang điện trong điều kiện đặc biệt ngoài không gian. Bằng cách thử nghiệm 32 biến thể, các nhà nghiên cứu đã tìm ra các vật liệu hiệu quả và có tính đàn hồi tốt, đặc biệt là trong các điều kiện khắc nghiệt như ánh sáng mặt trời bên ngoài Trái Đất. Ngoài ra, họ đã chứng minh rằng pin mặt trời siêu mỏng gali-arsenide (GaAs) có độ bền và hiệu suất ổn định, phù hợp với việc sử dụng trong không gian.
Cuối cùng, dự án DOLCE - Thử nghiệm tổng hợp siêu nhẹ có thể triển khai trên quỹ đạo - đã khám phá tiềm năng của các cấu trúc không gian module nhẹ, giúp hỗ trợ cả pin mặt trời và thiết bị truyền tải điện. Mặc dù việc triển khai gặp một số trở ngại, nhưng những thử nghiệm này đã mang lại những bài học quan trọng cho phát triển năng lượng mặt trời không gian. Những cấu trúc này cung cấp nền tảng cho việc xây dựng trạm thu năng lượng mặt trời trong không gian.
Tương Lai Sáng Dựa Trên Năng Lượng Vũ Trụ?
Sự thành công của sứ mệnh SSPD-1 đã đặt nền tảng cho sự chuyển đổi về năng lượng tiềm năng từ quang điện. Công nghệ này hứa hẹn mang lại cho thế giới một nguồn điện sạch, liên tục và không định hướng. Khác với các hệ thống năng lượng mặt trời trên mặt đất bị giới hạn bởi chu kỳ ngày/đêm, mùa và điều kiện khí hậu, năng lượng mặt trời không gian luôn nhận được ánh sáng mặt trời liên tục.
Điều này có nghĩa là hệ thống này có thể tạo ra năng lượng gấp 8 lần so với việc lắp đặt trên Trái Đất, cung cấp một giải pháp vô giá cho khủng hoảng năng lượng toàn cầu và thách thức từ biến đổi khí hậu. As the Tham vọng triển khai một nhóm tàu vũ trụ với các module thu thập và truyền tải năng lượng mặt trời, ta có thể tiếp cận nguồn điện độc lập để sử dụng cho các cơ sở hạ tầng trên mặt đất. Nó cũng có thể cung cấp năng lượng cho các khu vực bị cô lập do xung đột hoặc thiên tai. Bên cạnh đó, sử dụng nguồn năng lượng không gian cũng giúp đa dạng hóa và giảm thiểu rủi ro liên quan đến cơ sở hạ tầng năng lượng mặt đất.
Chủ tịch Caltech, Giáo sư Thomas Rosenbaum kết luận: "Năng lượng mặt trời truyền từ không gian xuống Trái Đất vẫn là triển vọng của tương lai. Sứ mệnh quan trọng này chứng minh rằng nó là một tương lai có thể đạt được".
DOLCE được triển khai ở quỹ đạo Trái Đất thấp, phía trên Bắc Cực thuộc Canada, ngày 29/9/2023 (Ảnh: Caltech).
