Siêu cường châu Á làm điều chưa từng có: Truyền điện trực tiếp từ ngoài không gian về Trái Đất, bước tiến có thể viết lại bản đồ năng lượng toàn cầu
Không bị ảnh hưởng bởi thời tiết và có hiệu suất cao vượt trội, điện Mặt Trời ngoài không gian đang được Nhật Bản đặt cược như lời giải cho bài toán thiếu năng lượng – dù chi phí triển khai vẫn là thách thức lớn.
Nhật Bản đang lên kế hoạch thử nghiệm truyền điện từ các tấm pin Mặt Trời đặt ngoài không gian về Trái Đất bằng vi sóng – động thái có thể lập nên cột mốc chưa từng có, đồng thời mở ra lời giải cho bài toán thiếu điện và các sứ mệnh thám hiểm Mặt Trăng trong tương lai.
Thử nghiệm quy mô nhỏ, tham vọng lớn
Cơ quan Thám hiểm Không gian Nhật Bản (JAXA) cùng Hệ thống Không gian Nhật Bản và các tổ chức liên quan dự kiến tiến hành thí nghiệm ngay trong năm nay. Theo kế hoạch, một vệ tinh cỡ nhỏ mang theo tấm pin Mặt Trời có chiều rộng khoảng 2m khi mở ra sẽ được phóng lên quỹ đạo ở độ cao khoảng 450km.
Tại đây, điện năng thu được sẽ được chuyển đổi thành vi sóng và truyền về một điểm xác định trên lãnh thổ Nhật Bản. Dự án mang tên “Ohisama” – từ tiếng Nhật chỉ Mặt Trời.
Thí nghiệm sẽ xác minh liệu vệ tinh có thể truyền tải điện năng như thiết kế hay không, đồng thời xác định phạm vi bố trí các trạm thu vi sóng trên mặt đất. Năng lượng truyền đi có thể trải rộng trong phạm vi 20 – 40km.
Các thiết bị thu sẽ được đặt trong bán kính 40km, lấy tỉnh Saitama gần Tokyo làm trung tâm. Nhiều đợt truyền thử sẽ diễn ra trong vài tháng.
Năm 2023, Viện Công nghệ California đã thành công trong việc truyền vi sóng từ vệ tinh xuống mặt đất. Tuy nhiên, dự án của JAXA hướng tới bước tiến xa hơn: trở thành đơn vị đầu tiên trên thế giới khai thác điện năng từ vi sóng nhận được từ không gian, dù công suất của vệ tinh thử nghiệm hiện còn khiêm tốn, tối đa khoảng 720 watt.
Hiệu suất vượt trội, nhưng chi phí khổng lồ
Điện Mặt Trời ngoài không gian không bị ảnh hưởng bởi thời tiết và tận dụng bức xạ mạnh hơn, giúp hiệu suất phát điện cao gấp khoảng 5 lần so với hệ thống trên mặt đất. Công nghệ này có thể truyền điện tới các khu vực thiếu hụt năng lượng thông qua vi sóng.
JAXA đặt mục tiêu đến năm 2050 sẽ phóng một vệ tinh phát điện quy mô lớn lên quỹ đạo địa tĩnh ở độ cao khoảng 36.000km, với công suất 1GW – tương đương một nhà máy điện hạt nhân.
Tuy nhiên, chi phí xây dựng vệ tinh có thể lên tới 1.200 tỷ yên (khoảng 7,5 tỷ USD). Mục tiêu của dự án là giữ giá điện ở mức 7 – 10 yên/kWh, tương đương điện Mặt Trời trên mặt đất.
Để hiện thực hóa tham vọng này, họ cần triển khai hệ thống pin Mặt Trời có diện tích phủ tới 2,5 km2. Hiện JAXA đang lên kế hoạch thử nghiệm việc mở rộng và lắp ráp các cấu trúc lớn trong không gian.
