Thử nghiệm truyền điện Mặt trời từ vũ trụ của Mỹ thành công
Vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo thử nghiệm tính khả thi của công nghệ thu thập và truyền năng lượng mặt trời về Trái đất kết thúc thành công nhiệm vụ dài một năm.
Theo tổng kết nhiệm vụ của Viện Công nghệ California (Caltech) công bố hôm 16/1, những kỹ sư phía sau dự án Solar Space Power Demonstrator (SSPD-1) đánh giá cả ba thiết bị đặt trên nguyên mẫu vệ tinh nặng 50 kg đều hoạt động thành công và tin tưởng dự án "sẽ mở ra tương lai cho năng lượng mặt trời trong vũ trụ", theo Popular Science.
Mô phỏng vệ tinh Solar Space Power Demonstrator trên quỹ đạo thấp. (Ảnh: Caltech).
Phóng trên tên lửa Falcon 9 của SpaceX vào đầu tháng 1/2023, SSPD-1 thực hiện bộ ba thí nghiệm. Đầu tiên, thí nghiệm Deployable on-Orbit ultraLight Composite (DOLCE) xem xét độ bền và hiệu quả của những cấu trúc pin quang năng siêu nhẹ lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami. Trong khi đó, thí nghiệm ALBA kiểm tra 32 thiết kế pin mặt quang năng để xác định cái nào phù hợp nhất trong không gian. Cùng lúc, thí nghiệm Microwave Array for Power-transfer Low-orbit (MAPLE) chạy thử thiết bị truyền vi sóng để đưa năng lượng mặt trời thu thập trên quỹ đạo về Trái đất.
Quan trọng nhất là MAPLE lần đầu tiên chứng minh năng lượng mặt trời có thể thu thập bằng pin quang năng và truyền về Trái đất qua chùm vi sóng. Qua hơn 8 tháng, các thành viên đội SSPD-1 cố ý tăng cường kiểm tra áp lực đối với MAPLE, dẫn tới khả năng truyền năng lượng sụt giảm. Nhóm nghiên cứu sau đó mô phỏng vấn đề trong phòng thí nghiệm, xác định nguyên nhân nằm ở những tương tác điện - nhiệt phức tạp và hoạt động yếu đi của từng bộ phận trong cụm.
Ali Hajimiri, đồng giám đốc Dự án điện mặt trời vũ trụ (SSPP) của Caltech kiêm giáo sư kỹ thuật điện và y khoa, cho biết kết quả giúp chỉnh lại thiết kế của nhiều bộ phận thuộc MAPLE nhằm tối đa hóa hiệu suất trong thời gian dài.
Pin mặt trời ngày nay dùng trên vệ tinh và nhiều công nghệ vũ trụ khác có chi phí sản xuất đắt gấp hơn 10 lần so với thiết bị dùng trên mặt đất. Caltech giải thích đó chủ yếu là do chi phí bổ sung thêm lớp phim tinh thể bảo vệ gọi là tăng trưởng kéo lớp mặt ngoài. Thông qua ALMA, các nhà nghiên cứu xác định dù là thiết kế hứa hẹn trên Trái đất, pin mặt trời perovskite có nhiều chênh lệch lớn về hiệu suất trong không gian. Trong khi đó, pin gallium arsenide hoạt động ổn định trong thời gian dài, mà không cần thêm lớp phim.
Đối với DOLCE, nhóm nghiên cứu thừa nhận không phải mọi thứ đều theo đúng kế hoạch. Dù dự định ban đầu là triển khai 3 - 4 ngày, DOLCE vấp phải nhiều vấn đề kỹ thuật như lỗi dây điện và bộ phận máy móc. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tìm cách giải quyết vấn đề thông qua sử dụng camera trên vệ tinh để mô phỏng trục trặc trong phòng thí nghiệm.
Nhưng ngay cả khi SSPD-1 kết thúc thành công, vẫn còn nhiều năm trước khi năng lượng mặt trời có thể được khai thác hiệu quả với chi phí phải chăng bằng vệ tinh. Ước tính trước đây cho thấy năng lượng mặt trời trong không gian có chi phí 1 - 2 USD/kWh, trong khi chi phí hiện nay ở Mỹ chưa đến 0,17 USD/kWh. Chi phí vật liệu cần giảm đáng kể nhưng vẫn cần đủ bền chắc để chịu bức xạ Mặt Trời và hoạt động địa từ trong vũ trụ.
Có nhiều vấn đề khác cần giải quyết trước khi điện mặt trời trong không gian có thể góp phần vào cơ sở hạ tầng năng lượng bền vững của nhân loại. Lượng điện truyền bởi SSPD-1 qua chùm vi sóng cực nhỏ so với nhu cầu sử dụng hàng ngày và pin quang năng trong vũ trụ cần rộng cả nghìn mét. Vấn đề về độ an toàn khi truyền vi sóng và laser mạnh về Trái đất cũng đáng chú ý. Nhóm nghiên cứu ở SSPP đang nỗ lực tìm giải pháp cho mọi vấn đề trước khi trang trại mặt trời trên quỹ đạo thực sự khả thi.
Hiện tượng kinh ngạc trong không gian: Tại sao Trạm vũ trụ quốc tế lại rỉ sét?
Trong vũ trụ rộng lớn, Trạm vũ trụ quốc tế giống như một ngôi sao sáng, thu hút những phi hành gia giỏi nhất thế giới tập trung về đây.
Phát hiện "hóa thạch" 13 tỉ năm tuổi của vụ nổ Big Bang
Quả bong bóng khổng lồ được đặt tên là Ho’oleilana, có tâm nằm cách thiên hà Milky Way 820 triệu năm ánh sáng, có thể chính là tàn tích "hóa thạch" của sự kiện khai sinh vũ trụ.
Phát hiện “xương sống” của sinh vật trên mặt trăng sao Mộc
Siêu kính viễn vọng James Webb đã có phát hiện "vàng" khi soi kỹ mặt trăng Sao Mộc Europa, một trong những nơi mà NASA tin tưởng nhất về khả năng có sinh vật ngoài hành tinh.
Tổng thống Mỹ công bố cửa sổ vào thế giới 13 tỉ năm trước
Hình ảnh đầy đủ màu sắc và rõ nét đầu tiên từ kính viễn vọng không gian James Webb 9 tỉ USD đã đem đến cho nhân loại cái nhìn chi tiết nhất về vũ trụ sơ khai - hơn 13 tỉ năm trước.
Lần đầu tiên NASA chụp được 3 vật thể từ “thế giới bên kia”
Chúng là 3 vật thể "trong truyền thuyết" sáng gấp 10 tỉ lần Mặt trời, làm bằng loại vật chất đối lập và có thể đã "tuyệt chủng" hàng tỉ năm trước khi gửi 4 bóng ma đến người Trái đất.
Bất ngờ khi biết danh tính "thợ săn" mảnh vỡ tên lửa Nga
Không như nhiều người tưởng tượng, "thợ săn" ở đây không phải là các lực lượng được Nga đào tạo chuyên nghiệp.
