Trung Quốc sẽ xây nhà máy năng lượng mặt trời đầu tiên trong không gian vào năm 2028

Theo thông tin từ các nhà khoa học tham gia dự án, Trung Quốc có kế hoạch khởi động chương trình nhà máy điện mặt trời trên không gian đầy tham vọng vào năm 2028, sớm hơn hai năm so với dự kiến.

Ảnh minh họa. Nguồn: Học viện Công nghệ Không gian Trung Quốc

Tạp chí Khoa học và Công nghệ vũ trụ Trung Quốc tuần trước đã đăng tải bài báo chụp lại hình ảnh một vệ tinh được phóng vào không gian để thử nghiệm công nghệ truyền tải điện không dây từ vũ trụ xuống mặt đất ở độ cao 400 km theo kế hoạch. Trong bài báo, các nhà nghiên cứu cho biết vệ tinh sẽ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành tia vi sóng hoặc tia laser để định hướng các chùm năng lượng đến những mục tiêu khác nhau, bao gồm cả vị trí cố định trên Trái đất và các vệ tinh đang di chuyển.

Nhà máy điện mặt trời trên Trái đất thông thường không đạt được hiệu suất cao bởi chỉ có thể hoạt động vào ban ngày khi năng lượng mặt trời đã bị bầu khí quyển hấp thụ gần một nửa. Trong khi đó, nhà máy năng lượng mặt trời trong không gian không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khí quyển hay ngày đêm, đón ánh nắng mặt trời liên tục. Năng lượng mặt trời sau đó được chuyển đổi thành điện năng và được truyền về trái đất dưới dạng tia vi sóng hoặc tia laser.

"Công suất tạo ra đạt 10 kW được xem là vừa đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ở một số hộ gia đình. Tuy nhiên, công nghệ này cũng có thể là được mở rộng đáng kể và đóng góp hiệu quả trong công cuộc đạt mục tiêu carbon trung tính", Giáo sư Dong Shiwei, Học viện Công nghệ Không gian Trung Quốc cho biết.

Giáo sư Dong và một số đồng nghiệp khẳng định kế hoạch này đã được soạn thảo lần đầu tiên vào năm 2014 và có điều chỉnh để đáp ứng tiến bộ công nghệ gần đây cũng như tình hình trong và ngoài nước.

Hồi tháng Ba năm nay, Chính phủ Anh cho biết đang xem xét đề xuất trị giá 16 tỷ bảng Anh để đưa nhà máy năng lượng mặt trời thí điểm trong không gian vào năm 2035. Dự án thu hút sự tham gia của nhiều nhà thầu quốc phòng châu Âu, trong đó có cả Airbus.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) vào tháng trước cho biết đã làm việc với Không quân Mỹ thực hiện các nghiên cứu về khả thi sau hai thập kỷ tạm hoãn vì tính phức tạp cũng như chi phí tốn kém về cơ sở hạ tầng. Một nhà khoa học nghiên cứu vũ trụ ở Thượng Hải có nghiên cứu về dự án này nhưng không trực tiếp tham gia cho biết các ứng dụng quân sự tiềm năng và các đột phá trong công nghệ vận tải như máy bay siêu thanh cũng như việc tăng cường giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã mang lại lợi thế nhất định cho Trung Quốc trong lĩnh vực này.

Trong bài báo, ông Dong cũng nhắc đến những thách thức công nghệ về việc xây dựng nhà máy điện mặt trời đầu tiên trong không gian. Chẳng hạn như việc truyền sóng công suất cao ở khoảng cách xa đòi hỏi ăng-ten dài hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn mét và bất kỳ chuyển động nào từ gió mặt trời, trọng lực hoặc lực đẩy có thể làm giảm đáng kể hiệu quả cũng như độ chính xác của việc truyền tải năng lượng.

Theo ông Dong, những vấn đề khác có thể gặp phải trong quá trình triển khai dự án bao gồm quá trình làm mát hiệu quả và lắp ráp cơ sở hạ tầng rất lớn trên quỹ đạo; khả năng xuyên qua lớp khí quyển trong mọi thời tiết bằng chùm tia tần số cao và năng lực ngăn chặn thiệt hại từ các tiểu hành tinh, những mảnh vỡ không gian.

Nhà máy điện mặt trời đầu tiên trong không gian

Trong kế hoạch mới, nhà máy điện mặt trời không gian quy mô lớn sẽ được xây dựng theo 4 giai đoạn. Hai năm sau lần phóng đầu tiên, chương trình sẽ đưa vào một vệ tinh khác mạnh hơn lên quỹ đạo địa tĩnh cách Trái đất khoảng 36.000 km để thực hiện nhiều thí nghiệm hơn. Nhà máy điện sẽ bắt đầu cung cấp năng lượng cho một số người dùng trong quân sự và dân sự trong năm 2035. Và đến năm 2050, sản lượng điện của trạm dự kiến sẽ tăng lên 2 gigawatts, tương đương với công suất của một nhà máy điện hạt nhân.

Nhóm nghiên cứu của ông Dong dự đoán chùm tia toàn phần có thể đạt 230 watt/m2 trên mặt đất, ngang bằng với ánh sáng mặt trời trực tiếp. Theo một nhà nghiên cứu ở Bắc Kinh, vi sóng ở cấp độ này thường được cho là an toàn cho con người nhưng chưa thể đánh giá rõ mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe của những người sống gần trạm thu.

Các nhà nghiên cứu cũng nhận định các trang trại điện mặt trời trong không gian có thể hoạt động hiệu quả hơn so với các trang trại điện trên mặt đất vì chúng có thể tạo ra điện suốt ngày đêm. Tuy nhiên, một cơ sở hạ tầng khổng lồ như vậy trong không gian có thể ảnh hưởng đến nhiều quốc gia, đặc biệt những quốc gia không có công nghệ hoặc chưa đủ năng lực để xây dựng.

Theo trang SCMP, tia vi sóng hoặc tia laser công suất cao cũng có thể làm nhiễu công nghệ truyền thông và vũ khí năng lượng định hướng./.

Hồng Nhung