Giấc mơ của Nikola Tesla có thể thành hiện thực trên Mặt trăng nhờ công nghệ Trung Quốc

Trái đất xuất hiện trên đường chân trời của Mặt trăng. Trung Quốc và Mỹ đã tăng cường nỗ lực thiết lập sự hiện diện lâu dài trên Mặt trăng. Ảnh: Shutterstock.

Ý tưởng truyền điện không dây từng được nhà phát minh huyền thoại Nikola Tesla theo đuổi hơn một thế kỷ trước nhưng chưa bao giờ trở thành hiện thực trên Trái Đất. Giờ đây, các nhà khoa học Trung Quốc tin rằng công nghệ này có thể được ứng dụng lần đầu tiên trên Mặt trăng.

Theo nghiên cứu mới của nhóm chuyên gia thuộc Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân, các xe tự hành hoạt động tại cực Nam Mặt trăng trong tương lai có thể nhận năng lượng thông qua tia laser, thay vì phụ thuộc vào cáp điện hay các bộ pin cồng kềnh.

Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Khám phá Không gian sâu.

Dùng laser truyền điện vào những "vùng tối vĩnh cửu"

Đề xuất của nhóm nghiên cứu tập trung vào cực Nam Mặt trăng – khu vực được nhiều quốc gia coi là mục tiêu chiến lược cho các sứ mệnh thám hiểm tương lai.

Tại đây, các vành miệng hố va chạm luôn nhận được ánh sáng Mặt trời trong phần lớn thời gian, trong khi đáy các hố lại chìm trong bóng tối vĩnh viễn. Giới khoa học cho rằng những khu vực này chứa lượng lớn băng nước, nguồn tài nguyên quan trọng cho các căn cứ lâu dài trên Mặt trăng.

Vấn đề là các xe tự hành khi đi vào những hố tối này không thể sử dụng pin năng lượng mặt trời, còn pin truyền thống lại có giới hạn về dung lượng.

Giải pháp mà nhóm nghiên cứu đề xuất là lắp đặt các trạm pin Mặt trời trên các đỉnh núi luôn có nắng, sau đó chuyển đổi điện năng thành các tia laser công suất cao để truyền tới bộ thu trên xe tự hành. Thiết bị trên xe sẽ biến chùm laser thành điện năng phục vụ hoạt động.

Theo mô hình tính toán, nhiều trạm laser sẽ tạo thành một mạng lưới liên kết, giúp các xe tự hành có thể di chuyển giữa các vùng phủ sóng mà không cần mang theo bộ pin lớn.

Chỉ dịch chuyển 100 m, hiệu quả tăng hơn 35%

Điểm đáng chú ý của nghiên cứu là nhóm khoa học không chỉ chọn vị trí dựa trên lượng ánh sáng nhận được mà còn xây dựng mô hình thống kê để tối ưu hóa toàn bộ mạng lưới.

Kết quả cho thấy chỉ cần điều chỉnh vị trí các trạm laser khoảng 100 m, phạm vi truyền năng lượng hiệu quả có thể tăng hơn 35%, đồng thời các vùng phủ sóng gần như được kết nối liên tục.

Để xây dựng mô hình, nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu địa hình do thiết bị Lunar Orbiter Laser Altimeter của NASA thu thập tại khu vực miệng hố Shackleton, một trong những địa điểm được đánh giá quan trọng nhất đối với các kế hoạch xây dựng căn cứ trên Mặt trăng.

Theo kết quả mô phỏng, ở khoảng cách truyền khoảng 5 km, hệ thống vẫn có thể cung cấp khoảng 371 W công suất quang học và chuyển đổi thành gần 98 W điện năng, đủ để duy trì hoạt động của xe tự hành trong các vùng tối vĩnh cửu.

Cuộc đua mới trên Mặt trăng

Đề xuất xuất hiện trong bối cảnh Trung Quốc và Mỹ đều đang đẩy nhanh kế hoạch thiết lập sự hiện diện lâu dài trên Mặt trăng.

Trong khi chương trình Artemis của NASA và các sứ mệnh Hằng Nga (Chang'e) của Trung Quốc đều hướng tới cực Nam Mặt trăng, việc bảo đảm nguồn năng lượng ổn định vẫn là một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất.

Nhóm nghiên cứu cho biết trong tương lai họ sẽ tiếp tục phát triển công nghệ để một chùm laser vừa truyền điện, vừa truyền dữ liệu tốc độ cao, giúp giải quyết đồng thời bài toán năng lượng và liên lạc trong các khu vực không có ánh sáng Mặt trời.

Ngoài ra, các nghiên cứu tiếp theo cũng sẽ tính đến sự thay đổi điều kiện chiếu sáng theo thời gian cũng như khả năng cấp điện đồng thời cho nhiều xe tự hành hoạt động trên bề mặt Mặt trăng.