Hãy tưởng tượng một cánh đồng các tấm pin mặt trời trôi nổi lặng lẽ trong ngày dài vô tận của quỹ đạo Trái đất. Không giống như những người anh em họ trên mặt đất, mảng năng lượng mặt trời trên không gian này không bao giờ phải đối mặt với sự gián đoạn của đêm, mây hoặc khí quyển. Thay vào đó, chúng tắm trong ánh sáng mặt trời liên tục, mạnh mẽ, chuyển đổi luồng năng lượng vô tận này thành điện với hiệu suất đáng kinh ngạc.
Năng lượng mặt trời từ không gian hứa hẹn là nguồn năng lượng sạch 24/7 cho con người. Ảnh: Getty Images
Nhưng sự đổi mới thực sự nằm ở cách truyền tải năng lượng này đến lưới điện trên Trái Đất. Điện được tạo ra trong không gian được chuyển đổi thành các chùm tia vi sóng hoặc ánh sáng laser vô hình xuyên qua bầu khí quyển với tổn thất tối thiểu. Các chùm tia này được nhắm chính xác đến các trạm thu trên Trái Đất - được hệ thống truyền dẫn điện không dây "rectenna" thu và chuyển đổi năng lượng trở lại thành điện có thể cung cấp cho lưới điện.
Đây không phải là khoa học viễn tưởng mà là Năng lượng mặt trời trên không gian (SBSP) - một công nghệ có thể cách mạng hóa cách tạo ra và phân phối năng lượng sạch trên toàn cầu.
Bước đột phá của Trung Quốc: "Mang đập Tam Hiệp lên không gian"
Điện mặt trời từ không gian (SBSP hoặc SSP) là khái niệm thu thập điện mặt trời trong không gian vũ trụ bằng vệ tinh năng lượng mặt trời (SPS) và phân phối trở lại Trái đất.
Trong khi các tấm pin mặt trời thông thường trên Trái đất chỉ có thể sản xuất điện vào ban ngày và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, thì SBSP có thể truyền một lượng lớn năng lượng sạch đến Trái đất 24 giờ một ngày, 365 ngày một năm, có khả năng biến đổi bối cảnh năng lượng toàn cầu.
"Do khoảng cách từ Trái Đất và độ nghiêng của quỹ đạo, các tấm pin sẽ được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời hầu như mọi lúc, và rất dễ dự đoán khi nào chúng sẽ bị che khuất. Đó chính là một trong những điểm khác biệt chính của SBSP với quang điện Trái đất" - Tiến sĩ Leet Wood, cố vấn năng lượng trưởng của Space Frontier Foundation, giải thích.
Trung Quốc mang "đập Tam Hiệp" lên không gian: Siêu công trình rộng 1.000m, cách Trái đất 36.000km - Ảnh 2.
Hệ thống năng lượng mặt trời không gian rộng 1km của Trung Quốc dự kiến sẽ thu thập năng lượng hiệu quả hơn gấp 10 lần so với các tấm pin quang điện trên Trái Đất. Ảnh: Getty Images
Trong khi Mỹ là quốc gia dẫn đầu thế giới về công nghệ vũ trụ, chương trình SBSP của nước này lại tụt hậu so với các quốc gia khác, đặc biệt là Trung Quốc.
Trung Quốc có kế hoạch xây dựng hệ thống pin mặt trời rộng 1000 mét trên quỹ đạo địa tĩnh, cách bề mặt Trái Đất khoảng 36.000km. Hệ thống này dự kiến sẽ thu thập được lượng năng lượng trong một năm bằng năng lượng từ tổng lượng dầu có thể khai thác được từ Trái Đất, Sustainability Magazine thông tin tháng 1/2025.
Ở khoảng cách này, tránh xa các yếu tố gây nhiễu của khí quyển như chu kỳ ngày-đêm và thời tiết thay đổi, hệ thống pin mặt trời của Trung Quốc sẽ liên tục thu thập năng lượng mặt trời, dự kiến sẽ vượt trội hơn hệ thống quang điện trên mặt đất gấp 10 lần về hiệu suất.
Sau khi thu thập, năng lượng này sẽ được chuyển đổi thành sóng vi ba và truyền đến trạm thu trên mặt đất.
Dự án này được mệnh danh là "một dự án đập Tam Hiệp khác bên trên Trái Đất"; hay là "Dự án Manhattan của ngành năng lượng" — Dự án Manhattan ban đầu là chương trình tuyệt mật của Mỹ trong Thế chiến thứ II nhằm phát triển những quả bom nguyên tử đầu tiên.
“Chúng tôi hiện đang thực hiện dự án này”, Long Lehao, một nhà khoa học cấp cao người Trung Quốc, nhà thiết kế chính của dong tên lửa Long March của nước này và là một trong những bộ óc đằng sau dự án, cho biết. “Dự án mới này có ý nghĩa tương đương với việc di chuyển Đập Tam Hiệp lên quỹ đạo cách Trái Đất 36.000km. Một kỳ tích kinh ngạc rất đáng mong đợi", ông nói.
Đập Tam Hiệp, nằm giữa sông Dương Tử ở miền trung Trung Quốc, là dự án thủy điện lớn nhất thế giới và tạo ra 100 tỷ kilowatt-giờ điện mỗi năm. Theo một nhà khoa học của NASA, đập lớn đến mức nếu được lấp đầy hoàn toàn, sức nặng từ khối lượng nước chứa bên trong sẽ kéo dài ngày của Trái Đất thêm 0,06 micro giây.
Siêu tên lửa Trường Chinh 9 - Sứ giả của "Đập Tam Hiệp không gian"
Tuy nhiên, việc xây dựng một hệ thống khổng lồ như vậy sẽ phải thực hiện nhiều lần phóng. Để vượt qua thách thức này, Long Lehao và nhóm của ông đang nghiên cứu phát triển siêu tên lửa đẩy hạng nặng có thể tái sử dụng Long March-9 (Trường Chinh 9), có khả năng nâng ít nhất 150 tấn lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp và 50 tấn lên quỹ đạo chuyển tiếp của Mặt Trăng, để thực hiện dự án mang "siêu đập" lên không gian.
Trường Chinh 9 sẽ có 3 tầng, đường kính 10,6 mét và chiều cao khoảng 114 mét. Nó sử dụng nhiên liệu oxy lỏng và mêtan làm nhiên liệu lạnh. Điều đặc biệt là cả hai tầng của tên lửa Trường Chinh 9 đều có thể tái sử dụng hoàn toàn và được thiết kế để thu hồi trên biển.
Gu Mingkun, nhà thiết kế tên lửa cấp cao tại Học viện Công nghệ Tên lửa đẩy Trung Quốc cho biết, siêu tên lửa này có trọng lượng cất cánh khoảng 4.000 tấn và lực đẩy gần 6.000 tấn.
Dự kiến, ngày phóng thử Trường Chinh 9 sẽ là vào năm 2030. Nếu thành công, tên lửa tái sử dụng siêu nặng Trường Chinh 9 sẽ thay đổi cuộc chơi không gian cho Trung Quốc và cho phép nước này thống trị việc tiếp cận và sử dụng không gian.
Khi tên lửa Trường Chinh 9 đi vào hoạt động, sức chứa của nó sẽ lớn hơn gấp 5 lần so với tên lửa Trường Chinh 5 - hiện là tên lửa mạnh nhất của Trung Quốc.
Ngoài việc được sử dụng cho vệ tinh, tên lửa này cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong kế hoạch vươn tới Mặt Trăng của Trung Quốc - nơi nước này muốn xây dựng một căn cứ nghiên cứu Mặt Trăng quốc tế vào năm 2035.
Trung Quốc không phải là quốc gia duy nhất để mắt đến các kế hoạch về mảng vệ tinh năng lượng mặt trời. Các công ty Mỹ Lockheed Martin và Northrop Grumman, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và cơ quan vũ trụ JAXA của Nhật Bản cũng đã nghiên cứu công nghệ này.
VietBF@ Sưu tập
