Trước nhu cầu năng lượng trên Trái đất tăng từng ngày, các nhà khoa học đã đề ra cao kiến xây dựng trạm năng lượng Mặt trời trên vũ trụ.
Lợi ích to lớn
Nhà văn Mỹ nổi tiếng với thể loại khoa học viễn tưởng Isaac Asimov từ năm 1941 đã đề cập đến viễn cảnh khai thác năng lượng Mặt trời trên vũ trụ. Đến thập niên 70 của thế kỷ trước, sau khi thực hiện thí nghiệm truyền năng lượng Mặt trời, kỹ sư hàng không vũ trụ Peter Glaser đã thuyết phục được Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cấp ngân sách cho nghiên cứu sâu hơn. Tuy nhiên, dự án này bị ảnh hưởng do thay đổi chính quyền tại Mỹ. Đến năm 1999, NASA mới quay lại xem xét ý tưởng, song cuối cùng lại quyết định không triển khai. Gần đây, một người phát ngôn của NASA cho biết cơ quan này hiện không nghiên cứu năng lượng Mặt trời trên vũ trụ.
Tấm pin Mặt trời được lắp đặt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). (Ảnh: Getty Images).
Ông Mark Hopkins, một cựu nhân viên NASA, chia sẻ với kênh CNBC (Mỹ): “Nếu có khả năng hạ giá thành của năng lượng Mặt trời trên không gian thì bạn sẽ thâu tóm phần lớn thị trường năng lượng của thế giới”. Công trình này có cơ chế hoạt động là thu năng lượng Mặt trời trên vũ trụ và sử dụng tia laser để truyền chúng xuống Trái đất. Ưu điểm của hình thức này là điện được truyền đến gần như mọi nơi trên Trái đất, trừ Nam Cực và Bắc Cực.
Do vậy, Giáo sư Ali Hajimiri tại Viện Công nghệ California (Mỹ) đánh giá hệ thống năng lượng Mặt trời trên vũ trụ có thể cung cấp năng lượng cho những địa điểm không thường xuyên đón ánh nắng Mặt trời như Bắc Âu và nhiều khu vực ở Nga.
Theo dự báo của Liên hợp quốc, đến năm 2050 dân số thế giới sẽ đạt mốc 9,6 tỷ người do vậy việc tìm ra nguồn năng lượng xanh đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thế giới là rất cần thiết. Giáo sư Ali Hajimiri chia sẻ với tạp chí Forbes: “Trên không gian không hề có chu kỳ ngày đêm, cũng chẳng có mây hoặc thời tiết ảnh hưởng nên nguồn năng lượng Mặt trời sẽ có liên tục”.
Giáo sư Michael Byers tại Đại học British Columbia Vancouver (Canada) đánh giá vấn đề lớn nhất của kế hoạch này là thời gian. Theo ông, sẽ mất vài thập niên để thiết lập một trạm năng lượng Mặt trời trên vũ trụ. Trong khi cùng thời điểm, hệ thống năng lượng Mặt trời tại Trái đất cũng đạt tiến bộ về giá thành và hiệu quả.
Ông Byes nói: “Bạn có thể lắp đặt pin Mặt trời ở bất cứ đâu, như mái nhà. Nhiều dự án nhỏ
sẽ tốt hơn là một dự án lớn”.
Nhiều quốc gia nhòm ngó
Đồ họa về trạm năng lượng Mặt trời trên vũ trụ của ông John Mankins. (Ảnh: CNBC).
Tháng 12/2019, hãng thông tấn Xinhua dẫn thông báo của Học viện Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc (CAST) cho biết nước này dự kiến hoàn thiện trạm năng lượng Mặt trời trên vũ trụ vào năm 2035.
Trung Quốc gần đây tuyên bố trong thập niên tới nước này sẽ hoàn thành thử nghiệm truyền năng lượng điện áp cao và năng lượng không dây. Đây là nhữngyếu tố cần thiết để vận hành hệ thống năng lượng Mặt trời trên không gian.
Kế hoạch của Bắc Kinh còn bao gồm các dự án phóng các tấm pin năng lượng Mặt trời cỡ nhỏ và trung vào tầng bình lưu để đến giai đoạn 2021-2025 có thể sản xuất điện. Tiếp đó là đến năm 2030 hình thành trạm năng lượng Mặt trời có thể tạo ra tối thiểu 1 mW điện và năm 2050 là nhà máy năng lượng Mặt trời quy mô thương mại.
Ông Mankins đánh giá: “Khoảng một thập niên trước, Trung Quốc đánh giá nghiêm túc về điều này và cách đây khoảng 5 năm họ bắt đầu đến các hội nghị quốc tế”. Cựu nhân viên NASA bổ sung: “Ở thời điểm này Trung Quốc đã đạt được tiến bộ nhất định. Có khả năng đến năm 2030 họ thực hiện được điều đó”.
Trong 25 năm làm việc tại NASA, ông John Mankins đã đưa ra nhiều ý tưởng để tăng cường hiểu biết về năng lượng Mặt trời trên vũ trụ. Ông gần như hiện thực hóa được ý tưởng này trong thập niên 2000 khi nhận được ủng hộ từ Nhà Trắng dưới thời Tổng thống George W. Bush và Quốc hội Mỹ, đồng thời được Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia và Bộ Quốc phòng đánh giá cao. Nhưng chương trình này chưa được triển khai bởi nhiều lý do.
Ông Mankins hiện vận hành công ty hàng không vũ trụ tư nhân có tên Artemis Innovation Management Solutions với mục đích tìm ra cách thức để chuyển điện khai thác từ năng lượng Mặt trời trên vũ trụ xuống Trái đất.
Tuy NASA không có động tĩnh gì nhưng một nhóm các nhà khoa học Mỹ tại Viện Công nghệ California tuyên bố đã sáng chế được thiết bị có thể thu nhận và truyền năng lượng Mặt trời từ vũ trụ về Trái đất. Vào năm 2015, họ thống nhất được thỏa thuận với tập đoàn Northrop Grumman cung cấp 17,5 triệu USD dành cho nghiên cứu. Trong khi đó, các nhà khoa học tại Ấn Độ, Nhật Bản và các quốc gia châu Âu cũng đang nghiên cứu mô hình năng lượng Mặt trời trên vũ trụ.