Nạp điện mặt trời từ quỹ đạo cho các căn cứ Mỹ xa xôi

Mô phỏng vệ tinh công nghệ mới, cho phép nạp điện mặt trời từ quỹ đạo

afrl

Các chuyên gia của Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Mỹ (AFRL) vừa đạt được bước tiến đầu tiên trong nỗ lực hiện thực hóa ý tưởng triển khai chùm vệ tinh khai thác năng lượng từ mặt trời và chuyển cho các căn cứ quân sự.

Cụ thể, họ đã thử nghiệm thành công một dạng bảng điện thu thập năng lượng bức xạ từ mặt trời và chuyển thành năng lượng tần số vô tuyến (RF). Dưới dạng này, năng lượng RF có thể được vệ tinh phóng về trái đất và chuyển thành điện năng, theo trang E&E News.

Chương trình vệ tinh Arachne

Năm 2018, AFRL đã cấp hơn 100 triệu USD cho nhà thầu quân sự Northrop Grumman triển khai dự án Arachne. Trong đó, Arachne là sứ mệnh chủ lực của sáng kiến vô cùng tham vọng do AFRL chủ trì, liên quan đến nỗ lực xây dựng nền tảng công nghệ dành cho vệ tinh cung cấp điện mặt trời.

Điện mặt trời được xem là giải pháp tiềm năng cho các lực lượng quân sự Mỹ đang được triển khai khắp thế giới, đặc biệt tại các vùng chiến sự và xảy ra xung đột. Hiện các căn cứ chỉ huy tiền phương của Mỹ chủ yếu dựa trên các máy phát điện chạy bằng dầu diesel. Dù cách này hiệu quả, nhược điểm lớn nhất là phải liên tục vận chuyển dầu diesel nếu muốn duy trì hoạt động của căn cứ. Đôi khi đoàn xe chở dầu phải đi qua những khu vực nguy hiểm, như trong giai đoạn Mỹ tham chiến tại Iraq. Vào thời điểm đó, các đoàn xe không ít lần trúng mai phục của các tay súng phe nổi dậy, gây gián đoạn nguồn cung vào những thời điểm then chốt.

Việc chuyển sang sử dụng điện mặt trời có thể giải quyết những nhược điểm trong trường hợp sử dụng nguồn điện từ dầu diesel. Tuy nhiên, công nghệ điện mặt trời hiện tại không thể đáp ứng nhu cầu năng lượng khổng lồ từ các căn cứ Mỹ, đặc biệt đối với các thiết bị cảm biến và liên lạc viễn thông. Bên cạnh đó, nguồn điện mặt trời trên mặt đất có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết, ví dụ trong thời gian bị bão.

Bảng điện mặt trời do Northrop Grumman chế tạo

Northrop Grumman

Đó là lý do các chuyên gia AFRL đang nghiên cứu khả năng khai thác điện mặt trời từ không gian, khu vực nằm ngoài ảnh hưởng của thời tiết. Vấn đề ở đây là làm sao chuyển năng lượng thu được từ không gian về mặt đất. Giới khoa học và kỹ sư đã tìm ra câu trả lời: họ chuyển điện mặt trời thành năng lượng RF. Dưới dạng này, năng lượng RF có thể được phóng trực tiếp xuống trạm khai thác trên mặt đất. Sau đó, trạm sẽ chuyển đổi năng lượng thành điện năng sử dụng được.

Viễn cảnh hứa hẹn

Trong cuộc thử nghiệm tại căn cứ không quân Kirtland ở Albuquerque (bang New Mexico) vào tháng 12.2021, các chuyên gia AFRL đã ghi nhận hiệu suất khai thác năng lượng từ một dạng bảng điện mặt trời do Northrop Grumman chế tạo. Kết quả cho thấy dạng bảng điện này có thể chuyển bức xạ mặt trời thành năng lượng RF ở mức độ có thể đáp ứng nhu cầu của các căn cứ chỉ huy tiền phương.

Bước kế tiếp là chế tạo 9 bảng điện, kết hợp thành một tấm duy nhất và phóng lên quỹ đạo. Dự kiến vụ phóng sẽ được thực hiện năm 2025. Nếu chương trình Arachne thành công, đây sẽ là bước tiến to lớn cho nỗ lực khai thác năng lượng xanh và vô hạn từ mặt trời.

Không chỉ dừng ở mục tiêu ứng dụng quân sự, các chuyên gia AFRL cũng hy vọng chương trình sẽ mang đến giải pháp năng lượng sạch cho các đô thị. Từ đó, thế giới được giải phóng khỏi nhu cầu nhiên liệu hóa thạch và năng lượng hạt nhân vốn đang gây nhiều hệ lụy.