Điện mặt trời trong không gian (SBSP) đang được xem là giải pháp đột phá cho năng lượng sạch tương lai.
Ý tưởng là đặt các trạm thu thập năng lượng mặt trời ở quỹ đạo Trái Đất, nơi ánh sáng mặt trời liên tục và mạnh mẽ (khoảng 1.366 W/m2), không bị mây che hay đêm tối. Năng lượng sau đó được truyền về Trái Đất qua chùm laser hoặc vi sóng an toàn.
Hiện có một số dự án lớn đang tiến triển dự kiến hoàn thành vào năm 2030, với dự báo khả thi thương mại vào năm 2040, nhưng cũng có những kế hoạch thử nghiệm vào năm 2028, và thậm chí có dự báo SBSP có thể đạt tính thương mại hóa sớm nhất vào năm 2026 với chi phí sản xuất giảm mạnh.
Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích cung cấp điện sạch 24/7, điện mặt trời trong không gian ẩn chứa những rủi ro vô tình nhưng nghiêm trọng, đặc biệt đối với các vệ tinh và tài sản không gian khác.
Nghiên cứu từ Viện Kỹ thuật Môi trường Vệ tinh Bắc Kinh (Trung Quốc), đăng trên tạp chí High Power Laser and Particle Beams, cảnh báo rằng chùm laser công suất cao dùng để truyền năng lượng có thể lệch hướng do lỗi theo dõi hoặc sự cố hệ thống, vô tình "nướng" các vệ tinh lân cận.
Ảnh minh họa.
Cụ thể, laser "lạc lối" có thể gây tích điện không mong muốn trên pin mặt trời của vệ tinh, dẫn đến phóng điện đột ngột, hỏng hệ thống điện tử hoặc buộc vệ tinh tắt khẩn cấp.
Trong mô phỏng phòng thí nghiệm, các nhà khoa học chiếu xung laser siêu ngắn vào mẫu pin mặt trời, ghi nhận tia sáng chớp và đột biến dòng điện qua camera tốc độ cao.
Rủi ro tăng cao khi mật độ công suất laser lớn hơn, và trong quỹ đạo Trái Đất thấp (LEO) ngày càng đông đúc với hàng nghìn vệ tinh, xác suất va chạm ngẫu nhiên càng lớn.
Các trạm SBSP thường đặt ở quỹ đạo địa đồng bộ (GEO) để ổn định, nhưng chùm laser vẫn có thể lan tỏa và ảnh hưởng đến vệ tinh khác.
Ngoài ra, việc lắp ráp và bảo trì các trạm lớn đòi hỏi robot tự động, có nguy cơ va chạm thêm nếu không kiểm soát chặt. Nếu không xử lý, rủi ro này có thể gây gián đoạn liên lạc toàn cầu, tổn thất kinh tế khổng lồ hoặc góp phần vào rác vũ trụ.
Để giảm thiểu, các chuyên gia đề xuất: Chọn thông số laser an toàn hơn, thiết kế lớp bảo vệ cho pin mặt trời vệ tinh, giám sát quỹ đạo thời gian thực, và hợp tác quốc tế chia sẻ dữ liệu vị trí.
Các thử nghiệm như MAPLE (Mảng vi sóng dùng cho thí nghiệm truyền tải điện năng ở quỹ đạo thấp) từ Viện Công nghệ California (Caltech) vào năm 2023 hay Star Catcher đang chứng minh truyền năng lượng an toàn, kết hợp cảm biến sợi quang và gia tốc kế chính xác để tránh lệch hướng.
Trong khi đó, công ty khởi nghiệp Overview Energy của Mỹ đặt mục tiêu thực hiện cuộc trình diễn laser trên quỹ đạo vào năm 2028, còn Trung Quốc đang hướng tới các hệ thống SBSP quy mô megawatt vào năm 2030.
Theo đó, điện mặt trời trong không gian hứa hẹn cách mạng hóa năng lượng sạch, nhưng mối nguy hiểm vô tình từ chùm laser lạc và ùn tắc quỹ đạo đòi hỏi hành động khẩn cấp.
Với nghiên cứu và công nghệ đang phát triển, việc khai thác vũ trụ bền vững mà không gây hại ngẫu nhiên cho các tài sản không gian khác sẽ ngày càng khả thi.
Minh Đức (Theo Interesting Engineering, Orbysa)
