Các nhà khoa học làm việc cho Lầu Năm Góc đã thử nghiệm thành công một tấm pin mặt trời có kích thước bằng hộp bánh pizza trong không gian, được tạo ra với hy vọng có thể trở thành một hệ thống có thể truyền điện từ không gian đến bất kỳ điểm nào trên Trái đất trong tương lai.
Tấm pin này - có tên là Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module (PRAM) - lần đầu tiên được phóng lên không gian vào tháng 5 năm 2020 và được kết nối với drone không người lái X-37B của Lầu Năm Góc để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Drone không người lái này hiện đang bay quanh trái đất, hoàn thành một vòng quỹ đạo cứ sau mỗi 90 phút.
Tấm pin nói trên được thiết kế để tận dụng tối đa ánh sáng trong không gian không thể đi qua bầu khí quyển của trái đất, qua đó giữ lại năng lượng của bước sóng xanh dương, khiến nó trở nên mạnh hơn và chiếu trực tiếp ánh sáng mặt trời đến bề mặt trái đất. Ánh sáng xanh sẽ khuếch tán khi đi vào khí quyển, giải thích cho hiện tượng bầu trời có màu xanh mà chúng ta thường thấy. Paul Jaffe, đồng phát triển dự án, cho biết: "Chúng tôi thu được thêm một lượng lớn ánh sáng mặt trời trong không gian vì điều đó".
 |
PARM nằm bên trong buồng chân không nhiệt trong quá trình thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ ở Washington, DC (Ảnh: CNN) |
Thử nghiệm mới nhất cho thấy tấm pin kích cỡ 12x12 inch có thể tạo ra khoảng 10 watt năng lượng để truyền đến trái đất. Đây là một lượng điện chỉ vừa đủ cho một chiếc máy tính bảng hoạt động. Tuy nhiên, dự án này có hàng chục tấm pin, và nếu tăng lên gấp nhiều lần, thành công của nó sẽ thay đổi hoàn toàn quy trình sản xuất và phân phối điện đến mọi nơi trên thế giới. Ông Jaffe cho biết điều này có thể giúp tạo nên một mạng lưới điện lớn nhất hành tinh.
Nhà khoa học Paul Jaffe chia sẻ: "Tầm nhìn của chúng tôi là tạo nên hệ thống điện mặt trời trên không gian có quy mô ngang ngửa hoặc vượt trội so với những nhà máy điện lớn nhất hiện nay - công suất có thể đạt nhiều gigawatts - quá đủ cho một thành phố".
Cần nói rõ rằng tấm pin này hiện vẫn chưa thực sự chuyển năng lượng điện trực tiếp cho trái đất, nhưng thực tế đã chứng minh rằng công nghệ này là hiệu quả. Nếu dự án này phát triển thành một hệ thống ăng ten mặt trời không gian rộng vài km, nó có thể phát ra các sóng cực ngắn, sau đó sẽ được chuyển thành điện sạch đến bất kỳ đâu trên trái đất. Jaffe nói: "Ưu thế đặc biệt của các vệ tinh điện mặt trời so với bất kỳ nguồn điện nào khác là khả năng truyền tải toàn cầu. Bạn có thể gửi điện đến Chicago và một tích tắc sau đó, nếu cần thiết, là gửi nó đến London hay Brazil".
 |
| Chris Depuma (trái) đang đưa ra các hướng dẫn trên PARM (Ảnh: CNN) |
Nhưng theo Jaffe, có một vấn đề cần được chúng ta cân nhắc đó chính là tính hiệu quả về kinh tế. "Xây dựng các thiết bị không gian là vô cùng đắt đỏ", Jaffe chia sẻ.
Nhiệm vụ của tàu con thoi X-37B do Mỹ phóng lên vẫn còn là một bí mật. Cuộc thử nghiệm PRAM là một trong số ít những chi tiết được tiết lộ về việc sử dụng nó. Vào tháng Giêng, Chris DePuma, người đồng PRAM đã công bố loạt kết quả đầu tiên của cuộc thử nghiệm trên Tạp chí IEEE Microwaves, nói rằng "thử nghiệm đang có hiệu quả". Dự án này được tài trợ và phát triển bởi Lầu Năm Góc, Quỹ OECIF, và Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ ở Washington DC.
Một giải pháp đối phó với thảm họa tự nhiên
Nhiệt độ hoạt động của PRAM là chìa khóa thành công cho dự án này. Nhà khoa học Paul Jaffe cho biết nhiệt độ của thiết bị điện tử càng thấp thì hiệu suất của thiết bị điện tử càng cao và khi nóng lên nó sẽ tạo ra ít điện năng hơn. Quỹ đạo bay quanh trái đất của X-37B sẽ có tổng cộng 45 phút bay trong bóng tối, điều này sẽ giúp cho nó trở nên mát hơn và không bị tình trạng quá tải nhiệt. Phiên bản tương lai của PRAM sẽ được đặt trên quỹ đạo địa tĩnh, nghĩa là thời gian quay quanh Trái Đất sẽ mất khoảng 1 ngày, trong đó thiết bị sẽ chủ yếu bay dưới ánh sáng mặt trời trong quá trình đi ra xa hơn nữa khỏi Trái Đất.
 |
Buồng chân không nhiệt cho phép PRAM được thử nghiệm trong các điều kiện giống như ngoài không gian (Ảnh: CNN) |
Thử nghiệm đã sử dụng các thiết bị làm nóng để thử giữ PRAM ở nhiệt độ ấm liên tục, nhằm chứng minh tính hiệu quả của nó nếu bay cách Trái đất 36.000km. Kết quả là mọi thứ diễn ra theo đúng kỳ vọng của các nhà nghiên cứu. "Bước tiến hợp lý tiếp theo là mở rộng nó trên một khu vực lớn hơn, nơi có thể thu thập nhiều ánh sáng mặt trời hơn, từ đó chuyển đổi ánh sáng thành các loại sóng cực ngắn". Quan trọng hơn, các nhà khoa học sẽ phải tiến hành các thí nghiệm để chuyển năng lượng điện trở lại Trái Đất. Nhóm nghiên cứu sẽ phải sử dụng một kỹ thuật gọi là "kiểm soát tia định hướng lùi" để biết chính xác nơi gửi các sóng siêu nhỏ đồng thời giảm thiểu tỷ lệ "bắn" nhầm mục tiêu. Công nghệ này gửi tín hiệu dẫn đường từ ăng-ten đích trên Trái Đất đến các tấm nền trong không gian.
Các tia sóng cực ngắn sẽ chỉ được gửi sau khi nhận được tín hiệu điều hướng, có nghĩa là bộ thu được đặt đúng vị trí dưới mặt đất và đã sẵn sàng. Ông Jaffe nói rằng chỉ cần có máy thu, sóng cực ngắn có thể được gửi đi từ bất kỳ điểm nào trên trái đất miễn là nơi đó có thiết bị nhận tín hiệu.
Jaffe cũng trấn an mọi người về những nỗi lo kẻ xấu có thể sử dụng công nghệ để tạo nên một khẩu súng laser không gian khổng lồ. Kích cỡ ăng-ten cần thiết để điều hướng năng lượng nhằm tạo nên một tia laser hủy diệt phải rất lớn. "Điều đó sẽ cực kỳ khó khăn, nếu không muốn nói là bất khả thi" - ông chia sẻ.
DePuma cho biết, nếu công nghệ này được sử dụng, nó sẽ có giá trị ứng dụng lớn trong việc đối phó với các thảm họa thiên nhiên như trận bão tuyết ở Texas vừa qua.
Theo CNN
