Mô phỏng hệ thống thử nghiệm sản xuất điện mặt trời trong không gian. Ảnh: Caltech
Dự án Điện mặt trời không gian của Viện Công nghệ California (SSPP) sẵn sàng để đưa hệ thống thử nghiệm đầu tiên lên quỹ đạo nhằm kiểm tra công nghệ mới giúp biến giấc mơ khai thác năng lượng trong vũ trụ thành hiện thực. Hệ thống thử nghiệm nặng 50 kg sẽ được triển khai từ tàu vũ trụ Momentus Vigoride bay trên tên lửa đẩy của SpaceX trong tháng 1/2023, bao gồm 3 bộ phận chính là thí nghiệm Deployable on-Orbit ultraLight Composit (DOLCE), thí nghiệm Microwave Array for Power-transfer Low-orbit (MAPLE) và bộ 22 loại pin quang năng mang tên ALBA.
Các nhà khoa học sẽ kiểm tra 3 thách thức chính đối với năng lượng mặt trời trong vũ trụ là triển khai, hiệu quả và truyền không dây về Trái Đất. ALBA và thí nghiệm MAPLE sẽ cần thời gian để sẵn sàng. Thí nghiệm DOLCE dùng để kiểm tra pin quang năng và triển khai siêu cấu trúc của hệ thống, sẽ diễn ra đầu tiên và nhanh chóng.
Việc mở siêu cấu trúc của hệ thống là thao tác phức tạp, tương tự triển khai Kính viễn vọng Không gian James Webb vào tháng 1/2022. DOLCE cũng sẽ kiểm tra một số công nghệ mới lần đầu tiên trong vũ trụ như giàn ăngten định pha. Thí nghiệm này sử dụng thế hệ vật liệu composite siêu mỏng mới nhất để đạt hiệu suất đóng gói và độ linh hoạt chưa từng có.
Khai thác điện mặt trời trong không gian không phải ý tưởng mới nhưng rất lý thú. Khác với điện mặt trời trên mặt đất, vệ tinh trong vũ trụ có thể tránh những hạn chế thường gặp như bị ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết và chu kỳ ngày - đêm kéo dài.
Một thách thức lớn là nâng bộ pin quang năng nặng 50 kg lên độ cao hàng trăm kilomet phía trên bề mặt Trái Đất. ALBA sẽ kiểm tra dạng thu thập năng lượng mặt trời hiệu quả nhất để các nhà nghiên cứu Caltech xác định công nghệ hứa hẹn giúp sản xuất năng lượng trong không gian trở nên khả thi về mặt kinh tế.
Chướng ngại vật lớn khác mà thí nghiệm MAPLE sẽ kiểm tra là đưa điện từ vệ tinh trong không gian về Trái Đất. Theo Ali Hajimiri, đồng giám đốc dự án SSPP, giáo sư kỹ thuật điện ở Caltech, toàn bộ thiết bị với các bộ phận truyền phát và chip điện tử truyền điện không dây đều được thiết kế từ đầu.
An Khang (Theo Interesting Engineering)