Pin quang điện Origami dùng trong không gian

  • 897

Một vấn đề lớn trong các sứ mệnh khám phá vũ trụ chính là sự hạn chế về không gian. Các tên lửa đều có giới hạn trọng lượng chở được và chi phí cũng rất cao, từng cm hay từng kg đều có giá trị rất lớn. Đó là lý do để các nhà nghiên cứu thuộc trường đại học Brigham Young tìm hướng mới cho việc mang các thiết bị lớn vào không gian.

>>> Video: Hệ thống pin quang điện có thể gấp được

Lấy cảm hứng từ những hình gấp kiểu origami, các nhà khoa học đã thiết hệ thống pin quang điện có thể gấp lại cho gọn gàng ở bệ phóng và sau đó sẽ bung ra với kích thước lớn hơn đến 10 lần một khi đã vào không gian.

Hệ thống này bao gồm các tấm pin quang điện dày 1cm được đặt trên các màng mỏng linh hoạt, nó có thể được gấp lại với đường kính chừng 2,7m và khi bung ra sẽ đạt chiều ngang khoảng 25m. Lợi ích của hệ thống này là khá rõ ràng, sự gọn gàng của nó sẽ giúp tiết kiệm được cả không gian và chi phí cho những lần phóng.

Pin quang điện Origami dùng trong không gian

Việc không có các chi tiết trước trên hệ thống pin quang điện cũng sẽ giúp giảm khả năng bị hỏng hóc trong quá trình lắp ráp. Với một hệ thống pin quang điện được thiết kế theo kiểu này, các nhà khoa học chỉ cần phóng, triển khai và quản lý và một hệ thống duy nhất.

Hiện tại thì hệ thống pin quang điện này được dự đoán là sẽ có công suất 150kW, nhưng các nhà nghiên cứu cũng đặt mục tiêu tạo ra một thế hệ mới có công suất 250kW để dùng cho các vệ tinh hoặc trạm vũ trụ. Đây là một kế hoạch đầu tham vọng, vì nếu bạn biết rằng 8 hệ thống pin quang điện hiện đang hoạt động trên trạm vũ trụ ISS có tổng công suất chỉ là 84kW.

Pin quang điện Origami dùng trong không gian

Ý tưởng về một hệ thống pin quang điện có thể gấp lại được nảy sinh khi anh sinh viên đã tốt nghiệp Shannon Zirbel dành một mùa Hè làm việc tại phòng thí nghiệm động cơ phản lực đẩy của NASA (NASA Jet Propulsion Laboratory). Làm việc tại NASA, nhóm này đã liên kết với chuyên gia về origami Robert Lang, người đã từng tạo ra các sản phẩm công nghệ cao lấy cảm hứng từ origami như kính thiên văn có thể gấp được. Để tạo ra hệ thống pin quang điện gấp được, họ đã bắt đầu nghiên cứu các cơ cấu tuân theo có tính co giãn để phù hợp với những chi tiết của họ thay vì dùng các khớp nối để tạo chuyển động.

Pin quang điện Origami dùng trong không gian

Việc chế tạo một hệ thống pin quang điện có thể gấp lại được chắc chắn sẽ không đơn giản như việc làm ra những tác phẩm origami. Nó đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm được loại chất liệu phù hợp, có tính co giãn, độ dày vừa phải và có thể hỗ trợ tốt cho những tấm pin quang điện… Hiện tại nhóm nghiên cứu vẫn chưa quyết định sẽ sử dụng chất liệu này, tuy nhiên phiên bản mẫu tỉ lệ bung 1/20 thì đang dùng composite sợi thuỷ tinh, có tên gọi là Garolite. Phiên bản cuối cùng không chỉ phải tồn tại được trong môi trường khắc nghiệt ngoài vũ trụ mà còn phải đủ gọn gàng để gắn lên tên lửa.

Nhóm nghiên cứu tin rằng các hệ thống pin quang điện lấy cảm hứng từ origami còn có thể ứng dụng để tạo ra những chiếc lưới có khả năng mở rộng dùng để bắt thiên thạch, các ăng-ten hay nhiều thứ khác. Ngoài ra họ cũng áp dụng nghiên cứu này để tạo ra nhiều hơn những sản phẩm dùng bên dưới mặt đất và bắt đầu nghĩ về một hệ thống có thể bung ra rồi tự gấp lại sau khi hoàn thành công việc.

Cập nhật: 09/12/2013 Theo Tinh Tế
  • 897

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook