TRUNG QUỐC - Nhà vật lý Stephen Lin Er Chow, người nổi tiếng với việc tạo ra vật liệu oxide siêu dẫn không chứa đồng, đã rời Đại học Quốc gia Singapore (NUS) để gia nhập Đại học Chiết Giang (Trung Quốc) với vai trò trưởng nhóm nghiên cứu chính.
Theo China Daily, thành tựu này do nhóm nghiên cứu thuộc dự án “Sun Chasing” dẫn dắt bởi ông Duan Baoyan, thành viên Viện Kỹ thuật Trung Quốc và giáo sư tại Đại học Tây An, thực hiện.
Đột phá mới giúp ý tưởng về các “trạm sạc không dây” đặt trên quỹ đạo tiến gần hơn tới thực tế.
Thử nghiệm truyền điện không dây tới nhiều mục tiêu chuyển động
Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống đã truyền thành công công suất đầu ra 1.180W ở khoảng cách hơn 100 m tới nhiều mục tiêu chuyển động cùng lúc. Việc trình diễn khả năng truyền điện không dây tới nhiều mục tiêu di chuyển cùng lúc được xem là bước tiến quan trọng hướng tới ứng dụng kỹ thuật thực tế.
Giáo sư Duan ví trạm điện mặt trời ngoài không gian như một trạm sạc không dây đặt tại quỹ đạo cố định.
Điện mặt trời ngoài không gian từ lâu được xem là nguồn năng lượng sạch đầy triển vọng trong tương lai. Nhờ hoạt động ngoài khí quyển và không bị ảnh hưởng bởi chu kỳ ngày - đêm, các hệ thống này có thể thu năng lượng Mặt Trời liên tục. Tuy nhiên, do không thể kéo cáp điện từ không gian xuống Trái Đất hoặc giữa các tàu vũ trụ, các nhà khoa học phải sử dụng công nghệ truyền điện bằng vi sóng không dây.
Quá trình này gồm chuyển điện năng thành sóng vi ba để truyền đi khoảng cách xa, sau đó chuyển đổi trở lại thành dòng điện một chiều tại điểm nhận.
Tham vọng xây dựng “trạm sạc” ngoài không gian
Hiện nay, nhiều vệ tinh quỹ đạo tầm thấp chỉ có thể tạo điện khoảng 60 phút trong mỗi vòng quay kéo dài 96 phút. Trong thời gian còn lại, chúng nằm trong vùng bóng tối của Trái Đất và phải phụ thuộc hoàn toàn vào pin tích trữ. Theo giáo sư Duan, mạng lưới sạc điện ngoài không gian sẽ giúp giảm sự phụ thuộc vào các tấm pin Mặt Trời riêng lẻ, cho phép vệ tinh nạp năng lượng ngay trên quỹ đạo.
Để hiện thực hóa mục tiêu này, năm 2014, nhóm nghiên cứu đã đề xuất thiết kế OMEGA sử dụng nguyên lý hình cầu đặc biệt để tập trung ánh sáng Mặt Trời. Đến tháng 6/2022, nhóm xây dựng hệ thống kiểm chứng mặt đất hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới, thử nghiệm thành công toàn bộ quy trình - từ thu ánh sáng Mặt Trời, chuyển thành điện năng, biến đổi thành vi sóng, truyền đi rồi chuyển đổi trở lại thành điện năng trên mặt đất.
Phiên bản mới nhất mang tên Distributed OMEGA được phát triển nhằm giải quyết bài toán kỹ thuật phức tạp trong việc xây dựng và duy trì các lưới điện quy mô lớn ngoài không gian. Hệ thống sử dụng các mô-đun tiêu chuẩn hóa, độc lập, có thể lắp ráp hoặc thay thế trên quỹ đạo như các khối LEGO.
Dữ liệu thử nghiệm mới cho thấy hiệu suất đã cải thiện đáng kể so với năm 2022. Ở khoảng cách hơn 100m, hệ thống đạt hiệu suất chuyển đổi và truyền tải điện một chiều đạt 20,8%, tăng so với mức 15,05% trước đây. Hiệu suất thu chùm sóng đạt 88%, giúp chùm vi sóng tập trung chính xác vào mục tiêu.
Nhóm nghiên cứu cũng giải quyết được bài toán theo dõi mục tiêu chuyển động với độ chính xác cao. Trong một thử nghiệm mô phỏng, thiết bị bay không người lái di chuyển với tốc độ 30km/h đã nhận ổn định 143W điện ở khoảng cách 30m. Đây được xem là yếu tố then chốt cho các ứng dụng ngoài không gian, nơi vệ tinh và trạm quỹ đạo luôn chuyển động tương đối với nhau.
Hội đồng chuyên gia do Trung tâm Chuyển giao Công nghệ tỉnh Thiểm Tây thành lập đánh giá dự án đã đạt trình độ hàng đầu thế giới và có tiềm năng lớn về ứng dụng công nghiệp cũng như kỹ thuật.
Đột phá này xuất hiện trong bối cảnh Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 của Trung Quốc đặc biệt nhấn mạnh việc khai thác tài nguyên không gian. Theo lộ trình dài hạn, nhóm nghiên cứu dự kiến thử nghiệm xác minh công nghệ ở quỹ đạo thấp trong giai đoạn 2026-2030. Sau đó, họ sẽ thử nghiệm hệ thống quy mô megawatt vào khoảng năm 2030 và hướng tới xây dựng nhà máy điện mặt trời ngoài không gian thương mại quy mô gigawatt vào năm 2050.
TRUNG QUỐC - Tô Hạo, nhà khoa học tại Đại học California San Diego (Mỹ), xuất hiện trong danh sách giảng viên của Đại học Phục Đán với vai trò giáo sư AI, làm dấy lên khả năng ông sẽ gia nhập đội ngũ nhân lực công nghệ của Trung Quốc.
.svg){kind=icon}
