Từ quỹ đạo, trạm vũ trụ của Trung Quốc sẽ thực hiện thử nghiệm truyền điện từ Mặt trời về Trái Đất

Trạm vũ trụ Tiangong sẽ đóng vai trò quan trọng trong dự án nhà máy năng lượng mặt trời trong không gian SSPS của Trung Quốc.

Trạm không gian Tiangong (tạm dịch: Thiên Cung) đã bắt đầu hoạt động đầy đủ trong tháng này sau khi module dịch vụ cuối cùng có tên là Mengtian (Mộng Thiên) đã được ghép nối thành công đầu tháng 11 vừa qua. Theo một số nhà khoa học, Tiangong - cơ sở hạ tầng lớn nhất trên quỹ đạo hiện nay do một quốc gia sở hữu và vận hành độc quyền - có thể thay đổi cuộc đua vào không gian.

Đáng chú ý, trạm không gian 'made in China' này sẽ được sử dụng để thực hiện một dự án đầy tham vọng: Thu năng lượng Mặt trời từ không gian và truyền về mặt đất dưới dạng chùm vi sóng năng lượng cao.

Theo SCMP, trong một hội thảo tại Văn Xương, Hải Nam (Trung Quốc), ông Yang Hong, giám đốc thiết kế của Tiangong, cho biết trạm không gian sẽ đóng vai trò quan trọng trong dự án nhà máy năng lượng mặt trời trong không gian (SSPS) của Trung Quốc. Theo ông, Tiangong sẽ cung cấp nền tảng thử nghiệm cho các thiết bị điện cao thế và giúp lắp ráp cấu trúc siêu lớn.

Ông Yang Hong cũng khẳng định rằng, trạm Tiangong có đủ tài nguyên và khả năng để thực hiện các thử nghiệm nhằm xác minh tính khả thi của các công nghệ chủ chốt, đẩy nhanh các đột phá công nghệ và tích lũy dữ liệu khi thử nghiệm trên quỹ đạo cho dự án SSPS.

Trung Quốc đặt kế hoạch thử nghiệm truyền năng lượng từ không gian xuống Trái Đất trong vài năm tới. Một nhà máy điện không gian nhỏ có thể cung cấp điện sẽ hoạt động vào những năm 2030, trong khi sản xuất điện thương mại dự kiến sẽ bắt đầu từ những năm 2050.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc vào tháng 6 tiết lộ rằng, nhà máy điện không gian của Trung Quốc sẽ có cấu trúc rộng 1 km, với khả năng truyền tia vi sóng công suất gigawatt về Trái Đất từ khoảng cách 36.000 km.

Trạm vũ trụ Tiangong sẽ thực hiện một số thí nghiệm quan trọng để biến ý tưởng xây dựng nhà máy điện không gian thành hiện thực. Đây được xem là nền tảng lý tưởng để Trung Quốc đánh giá hiệu suất lâu dài của công nghệ và thiết bị mới trên quỹ đạo. Một số cổng bên ngoài của trạm đã được thiết kế để cắm thiết bị điện công suất cao.

Các nhà khoa học vũ trụ Trung Quốc cũng đề xuất sử dụng các tàu chở hàng tự hủy sau khi hoàn thành nhiệm vụ để tạo thành 'khung' cho nhà máy điện mặt trời trên quỹ đạo. Bằng cách sử dụng cánh tay robot, Tiangong có thể lắp ráp tàu chở hàng cùng với tấm pin mặt trời để tạo thành một nguyên mẫu nhà máy điện không gian.

Sau khi bay lên quỹ đạo 100 km phía trên trạm vũ trụ bằng động cơ đẩy ion để đảm bảo an toàn, nhà máy điện mini này sẽ tiến hành một loạt các thí nghiệm để chứng minh việc vận hành một nhà máy điện không gian quy mô lớn là khả thi. Một trong số các thí nghiệm sẽ bao gồm việc truyền năng lượng vi sóng về mặt đất, cũng như cung cấp năng lượng cho một vệ tinh bằng tia laser năng lượng cao.

Truyền điện từ quỹ đạo xuống Trái Đất có khả thi?

Khác biệt với các trang trại điện Mặt trời chỉ hoạt động vào ban ngày, nhà máy điện Mặt trời không gian có thể thu và truyền năng lượng 24/7.

Chùm vi sóng có thể đi qua đám mây và được thu bằng một ăng-ten trên mặt đất để tạo ra điện. Nhà máy điện không gian có thể điều chỉnh chùm tia năng lượng đến hầu hết các địa điểm trên mặt đất khi hoạt động trong quỹ đạo địa tĩnh - một ưu điểm lớn.

Không chỉ Trung Quốc, Liên minh châu Âu và nhiều quốc gia khác như Nhật Bản, Anh và Mỹ cũng đã phát triển các chương trình nghiên cứu về công nghệ tương tự. Lực lượng Không quân Mỹ đã lên kế hoạch phóng một vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời vào năm 2025, có khả năng tạo và truyền các chùm vi sóng tập trung từ quỹ đạo gần Trái đất.

Tuy nhiên, việc giữ cho chùm năng lượng nhắm vào một điểm chính xác trên Trái đất trong khoảng cách hàng chục nghìn km vẫn là một thách thức lớn, theo các nhà khoa học Trung Quốc. Ngoài ra, việc chuyển đổi dòng điện thành chùm vi sóng có thể tạo ra nhiều vấn đề khác nhau trong môi trường không gian.

Một số nhà nghiên cứu cũng cảnh báo rằng việc truyền các luồng năng lượng mạnh mẽ giữa không gian và mặt đất có thể gây ra xáo trộn trong tầng điện ly, ảnh hưởng đến môi trường Trái đất.

Cộng đồng khoa học cũng tranh cãi về việc liệu các chùm vi sóng có gây hại cho thông tin liên lạc, sức khỏe con người và môi trường hay không. Một số nghiên cứu cho thấy vi sóng - chủ yếu trong cùng dải tần như Wi-fi - là an toàn cho con người, trừ khi ai đó tiếp xúc trực tiếp với chùm sóng.

Tham khảo SCMP